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JP3598481B2 - Vacuum cleaner input control device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は吸引用モータの位相制御と電流検出により、モータの入力電力を一定に制御する電気掃除機の入力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電気掃除機の入力制御装置として、従来特開平5−95877号公報に開示されたものがある。これは、吸口が空中に向け運転してる場合に電動機の入力が最大になり無断な電力を消費するという問題等の解決のため、電動送風機の入力を常に一定に保つことを目的としたもので、制御手段として、電動送風機の電流を検知する電流検出手段と、この出力の増幅手段と、電動送風機の回転数を制御する位相制御手段を備え、この位相制御手段は増幅手段からの信号レベルが一定になるように制御することで実現するものとしている。
【0003】
また特開平7−213468には、略上記構成に加えて電圧検出手段を設け、電源電圧変動に応じて電流検出手段の信号レベルを一定となるように位相制御手段を制御する構成としている。さらに特開平7−313415においても、概略同一構成において、電流一定制御または位相角一定制御にて、モータの入力電力を一定に保つ制御を実現可能としている。
【0004】
図18に一般的な電気掃除機において、吸引用モータの電流値と入力電力の関係を、風量(ゴミ量)を横軸とした時の制御特性を示し、これにより説明する。図18(a)はモータ印可電圧一定(無制御)とした場合の特性であり、当然ながら電流値と入力電力値は比例関係を保ち、風量が絞られる(ゴミが溜まる)方向につれて電流値、入力電力値共に降下する。
【0005】
図18(b)は所定風量まで位相制御により電流一定制御を行った場合を示す。位相制御では風量大(解放)側においての位相点弧時間(以下位相角と表現する)を大きくすることにより電流一定が実現できる。しかし位相角が大きくなると実効電圧と実効電流が減ると共に、力率が悪くなるために、電流値と入力電力値は比例関係とならず、位相角が小さくなる(風量が減る)と共に入力電力値は上昇する。すなわち、電流一定制御した場合入力電力は一定にならないことを示している。
【0006】
また、位相制御による位相角一定制御では、モータ印可電圧一定となるために図中(a)の特性と同等となり、これも入力電力一定制御を実現出来ないことを示している。
風量の検出においては特公平2−30683に開示された先願例がある。これによるとフィルタとファン間の負圧を検出する圧力センサと、モータ電流検出手段を用いて、直接風量を検出しなくてもモータの入力制御を可能としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気掃除機の入力制御装置は以上のように構成されているので、以下のような課題がある。まずモータ電流検出手段を用いた引例では、電流検出手段の出力により、電流一定制御や位相角一定制御を行っているが、この方法では入力電力を一定に保つことは位相制御の特性上難しく、ゴミ量や被掃除面状態に応じて入力電力が変化してしまうと共に、条件によってモータの入力電力規制を超える可能性がある。従って、電源電圧による補正を行っても入力電力を一定に保つのは難しい。
【0008】
また、電流センサに加え風量検出用として圧力センサを付加した引例では、当然のことながら部品点数が増えコスト高になると共に構成が大きくなる。またセンサが増えた分だけ精度調整や故障要因への対応処理が複雑となると共に組み立て作業性が悪くなる等の課題がある。
【0009】
この発明は上記のような課題点を解消するためになされたものであり、入力電力の一定制御をすることができ、ゴミ量や被掃除面状態に依存しない効率的な運転ができ、耐久性の高い電気掃除機の入力制御装置を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電気掃除機の入力制御装置は、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推測し、前記推測風量電流特性と目標電流特性の交点の位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備える。
【0011】
また、この発明に係る電気掃除機の入力制御装置は、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、上記目標電流値が上記電流検出手段により検出された検出電流値より大きいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角から減じた位相角を算出し、上記目標電流値が上記検出電流値より小さいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角に加えた位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備え、前記位相角走査手段と位相角制御手段は、前記検出電流値が前記目標電流特性上の電流値と一致するまで繰り返す
【0012】
また、所定の位相角範囲における目標電流特性を近似式で表したものである。
【0013】
また、位相角走査手段により算出された位相角に対応する目標電流値と、上記風量電流特性に基づいて、風量を導出する風量算出手段を備える。
【0014】
また、電源の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段により検出された電圧に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第一数式変更手段を備える。
【0015】
また、電流検出手段の電流出力を電流出力検査手段により検出し、その検出結果を記憶するEEPROMと、このEEPROMにより、検出された電流出力に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第二数式変更手段を備える。
【0016】
また、モータ特性を検出するモータ特性検出手段と、このモータ特性検出手段により検出されたモータ特性値に基づいて特性算出手段から出力された所定の位相角範囲を補正し位相角走査手段に入力する位相角範囲補正手段を備える。
【0017】
また、本発明に係る電気掃除機の入力制御装置は、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性における所定の位相角範囲の目標電流特性の近似式と上記所定の位相角範囲を記憶したEEPROMと、このEEPROMに記憶された上記近似式と上記所定の位相角範囲に基づいて目標電流値を算出する数式演算手段と、上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推定し、前記推測風量電流特性と上記目標電流特性の近似式の交点となる位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備える。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図について説明する。図1はこの発明の実施の形態1である電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図、図2は吸引用モータの風量と電流及び入力電力の特性図、図3は吸引用モータの位相角−入力電力特性を示す基本特性図、図4は位相角−電流特性を示す基本特性図、図5は図4を部分拡大した説明図、図6は動作フローチャート、図7は電気掃除機の入力制御装置によって得られた入力電力特性図である。
【0019】
図1において1は商用交流電源、2はこの商用交流電源1に双方向性サイリスタ3を介して接続された吸引用モータ、4はこの吸引用モータ2に流れる電流を検出する電流検出手段であり、電流センサ4aが吸引モータ2と直列に構成され、カレントトランスやシャント抵抗による電圧降下法等によって電圧として検出される。5は商用交流電源1から生成される電源部であり、掃除機の制御部を司るマイクロコンピュータ6等の直流電源等に用いられると共に、内部には商用周波数のゼロクロス検出回路部を擁している。
【0020】
7はあらかじめ実験等により求めたもので図3、図4に各々示された基本特性である。これは後に詳述する位相制御手段12により位相角を変化させて吸引用モータ2を制御した際の、入力電力特性(図示されていない計測器で測定)と電流特性(電流検出手段4で測定)であり、8はこの基本特性7から導出され、入力電力一定とするための、位相角対目標電流特性であり、図4、図5に示されたものである。なお、図4、図5の説明は後述する。
【0021】
9はこの位相角対目標電流特性8を特性データテーブル、あるいはこの特性データテーブルから導出された近似式として記憶すると共に、初期位相角における目標電流値を算出する特性算出手段、10はこの特性算出手段9の出力と、上記電流検出手段4の出力がA/D変換部11を介して入力される入力電力値との比較結果に基づいて位相点弧時間(以下位相角と表現)を増減する位相角走査手段である。なお、この増減量は導出された目標位相角に向かい1回で切り替える方式と、増減量を固定して複数回で目標に到達する方式の2種類がある。
また、この位相角走査手段10の走査幅はタイマ等により所定時間に設定されている。
【0022】
12はこの位相角走査手段の出力を得て動作する位相制御手段で、双方向サイリスタ3のゲートに位相角をフィードバックすることにより位相制御が実行されると共に特性算出手段9にも現状位相角値をフィードバックする。なお、この位相制御手段にはゼロクロス検出手段5aからの出力が、カウンタ13を介して入力されることにより位相角0の基準点が与えられる。これら特性算出手段9、位相角走査手段10、A/D11、位相制御手段12、及びカウンタ13はマイクロコンピュータ6に設けられる。
14はスイッチ部であり、入力切り替えや起動・停止等の操作内容をマイクロコンピュータ6に入力する。15は動作内容等各種情報を出力する表示部である。
【0023】
次に、基本特性7と位相角対目標電流特性8の内容を実際の実験結果に基づいて図2、図3及び図4により説明する。
図2は吸引モータの風量と電流及び入力電力の特性図であり、実線は電流、点線は入力電力を示す。図において入力電力一定制御を実現するためには、風量が絞られるにつれて若干減少するような目標電流の設定をすればよく、この目標電流の設定は、風量(風路構成に依存)とモータ特性に依存するために、掃除機の機種対応の設定が必要であると同時に、風量の値が明らかになる必要がある。
このために実験により図3、図4に示す各特性が求められた。
【0024】
図3は一つ目の基本特性の位相角−入力電力特性であり、横軸に位相角T(点弧角時間)を(0〜数ミリ秒)を示し、縦軸に入力電力Wとして、説明上1300wモータを用いた特性を示している。またパラメータを風量として風量100%(ゴミゼロ)から風量d%(ゴミ大)までの5種類を表記している。
【0025】
位相角0は100%通電状態であり、風量100%で約1300W入力電力を示している。位相角を増やすにつれて入力電力は降下する。また位相角0においても風量が絞られる方向に入力電力は降下する。また風量が多い方が位相角を増やすにつれて入力電力が降下する割合が多い。目標入力電力値として例えばWH 、WM 、WL の3種類を設定(横線)すると、各々設定した入力電力と風量100%(ゴミゼロ)と風量d%(ゴミ大)の交点から各設定入力電力に対応した所定の位相角範囲TH 、TM 、TL が求められる。このように、目標として設定した入力電力と各々の風量に応じた位相角を導出することができる。
【0026】
図4は二つ目の基本特性の位相角−電流特性であり、電流は電流検出手段4の出力を縦軸に示し、横軸の位相角、風量パラメータは図2と同じである。
図3で導出した所定の位相角範囲TH 、TM 、TL を横軸に指示し、この位相角と各々の風量の交点をプロットすると、図3に示された目標入力電力WH 、WM 、WL に対応し、各風量における入力電力が一定となる電流は、Htw、Mtw、Ltwで示される。従来技術を示す図18(b)で説明したように位相制御により、電流一定制御を行った場合、入力電力と電流値は比例関係とならないために、入力電力特性と同じ傾向は示すものの一致せず、位相角−電流特性は各々異なる右上がりの略直線となる。
【0027】
このように、略直線のHtw、Mtw、Ltwに示す位相角と電流値の関係の導出結果が、所定の位相角範囲TH 、TM 、TL における位相角対目標電流特性8となる。目標入力電力WH 、WM 、WL を得るためには、位相角と電流値の関係がHtw、Mtw、Ltwとなるように位相制御を行えばよく、この関係を特性算出手段9に記憶させ、マイクロコンピュータ6により処理を行うものである。
【0028】
次に動作について図1、図2、図5、図6、及び図7について説明する。
図6は目標入力電力WL を例とした動作フローチャートであり、(a)は第1の発明に係わり、(b)は第2の発明に係わるものである。図5は位相角対目標電流特性8(図4)を部分拡大した特性説明図である。
【0029】
まず図6(a)について説明する。
ステップS100では、電源投入時の初期位相角値として、位相角走査手段10に入力電力WL 用の初期値として記憶されている初期位相角TLSをセットする。初期位相角は、図5に示すように目標電流特性Ltwに対し、例えば、風量aを目安とした初期位相角TLSが設定されている。
【0030】
ステップS101はステップS100でセットされた位相角初期値により、位相制御手段12、双方向性サイリスタ3により吸引用モータ2が位相制御運転される。
ステップS102は、ステップS101でモータに流れる電流を電流検出手段4によって検出し、A/D変換部11を介して電流検出手段4によって検出された電流Vout を位相角走査手段12に送る。
【0031】
また、同時に、ステップS103は、特性算出手段9により、目標電流特性Ltwから目標電流特性Ltwと初期位相角TLsの交点VLS(目標電流値)を算出し、位相角走査手段に送る。なお、図5は目標電流値VLSが風量aのカーブ上で一致した例を示している。
【0032】
次に、ステップS104は、位相角走査手段10により、検出された電流値Vout と目標電流値VLSを比較し、値が等しければ位相制御運転S101に戻り、等しくなければ、ステップS105に進む。
【0033】
図5に示す例では、ゴミ溜まり等によって、目安とした風量(a)より下がった風量(b)で運転されているために図示のVout が出力され、この状態ではVLS>Vout であり、目標入力電力WL に対し、入力電力が低い状態で位相制御されている。
この場合は、目標位相角TLoutを求めるループであるステップS105に進む。
【0034】
なお、この例のようにゴミ溜まり等によって、目安とした風量(a)より下がった風量(b)で運転されている場合は、風量aにすぐ戻れないが、カーテン等の急激な吸い込みにより風路が狭まった場合等は、カーテンを吸い込み口から離せば風量aに戻る。
【0035】
ステップS105では、位相角走査手段10によりVout の値により、このVout の値の上を通る風量特性カーブ(図4の例では風量b)を推測し、この推測風量特性カーブと目標電流特性Ltwの交点VL を算出し、このVL を満足する目標位相角 Loutを算出(VL から垂線をひいた横軸との交点)する。
【0036】
ステップS106では位相角走査手段10により、S105で算出された位相角をセット(S106)して、位相制御運転S101に戻り、ステップS101〜S106のステップを繰り返すことにより、ほぼ1回の位相角セットによりVLS(VL )=Vout となり目標入力電力値WL が得られる。
このように、図6(a)は位相角の1回切り替え方式を示すが、目標位相角Tloutを算出する方法として、現状のVout を目標電流特性Ltw線上と一致させることを目標とするため、Ltwと風量bとの交点VL を求め、この点から目標位相角TLoutが求められ、次の制御サイクルでTLoutで位相制御運転をすれば目標入力電力WL が得られるものである。
【0037】
なお、この繰り返しループのタイミングはゼロクロス検出手段5aの出力を受けるカウンタ13によって、所定のタイミング時間が設定されることにより、ゴミ量の変化や被掃除面状態の変化に常に対応した処理が可能となる。
【0038】
次に、図6(b)は、位相角の複数入切り替えによる動作を示すものであり、以下、図について説明する。
【0039】
ステップS100〜S104までは図6(a)の動作と同じである。
ステップS107はVLSとVout が等しくないとき、その大小を比較し、VLS>Vout ならばステップS108に進み、VLS>Vout でなければステップS109に進む。
【0040】
ステップS108では、図5に示すように、所定の幅の位相角を初期位相角TLSから減じた位相角をセットし、入力電力を上げる方向に走査してステップS101に戻る。
この動作を複数繰り返すことにより目標の入力電力値WL が得られる。
【0041】
図5に示す例では、3回目にVout =VLS(VL )となり目標入力WL が得られる。
【0042】
ステップS109では、所定の幅の位相角を初期位相角TLSに加えた位相角をセットし、入力電力を下げる方向に走査してS101に戻る。
この動作を複数繰り返すことにより目標の入力電力値WL が得られる。
【0043】
このように、複数切り替えによる方式では、所定の幅の位相角の走査幅で位相角を増減して、これを複数回繰り返すことによりVL とVout が等しくなるTLoutに落ち着き目標入力電力WL が得られるものである。
【0044】
なお、この所定の幅の位相角(走査幅)は、マイクロコンピュータ6のクロックに依存されるが最小時間による幅の位相角の設定が望ましい。
【0045】
このように、図6(a)、(b)に示されたいずれの方式も、基本的には、目標電流特性(Ltw)と、初期位相角(TLS)との交点が目標電流であり、この目標電流(VLS)と検出電流(Vout )が一致するように位相角が自動に走査される。
【0046】
また、位相角TLSと目標電流特性Ltwの交点VLSの求め方は、図3、図4等の特性から対応表(テーブル化)にしてマッピングにより求める方式と、目標電流特性を数式化して演算により求める方式がある。
【0047】
数式化して演算により求める方式については、図3、図4において、所定の位相角範囲TH 、TM 、TL の位相角と各々の風量の交点をプロットすると、目標入力電力WH 、WM 、WL に対応し、各風量における入力電力が一定となる電流特性は、Htw、Mtw、Ltwで示される。
【0048】
これらの電流特性Htw、Mtw、Ltwは、右上がりの略直線となり、例えばy=ax+b等の一次の近似式として表すことができる。
ただし、yは電流検出手段4から出力される電流値、xは位相角、a、bは定数である。
【0049】
例えば、実験結果から、入力電力が1150Wの場合、
y=0.002x+3.83
の近似式が得られ、これに基づいて位相角TLSと目標電流特性Ltwの交点VLSを求めることができる。
【0050】
図7に実施の形態1により得られた入力電力特性の例を示す。横軸は風量、縦軸は入力電力を示し、上記風量パラメータ特性に示した風量100%から風量aまでは目標入力電力WL 、風量aから風量bまでは目標入力電力WM 、風量bから風量dまでは目標入力電力WH と3段階に割り付けた場合である。図示のように、3種類の目標入力電力WL 、WM 、WH において各々一定の入力電力を得られることが確認できた。なお風量略1.35m/min以下は全通電(位相角0)領域である。
【0051】
以上のように、複数の目標入力電力に対して各々一定の入力電力を確実に実現でき、ゴミ量や被掃除面状態に応じて入力電力及び風量を効率的にコントロール可能となり、圧力センサを使用しないため、コスト低減、耐久性向上、組立作業性向上を図ることができる。
【0052】
また、1回切り替え方式は、Ltwと風量bとの交点VL を算出して求めるために目標位相角を即座に決定し目標入力電力を得ることができる。
【0053】
また、複数切り替え方式は、位相角を所定幅の位相角毎に走査しながら増減するために、位相角が急激に変化することによる突入電流を防止でき、滑らかな入力電力遷移と静音性の優れた装置を得られ、また目標位相角の算出手段が不要であるためプログラムの簡略化を図ることができる。
【0054】
また、算出手段はあらかじめ求めた特性に基づき目標入力電力特性として数式化した近似式としたので、目標入力電力特性が複数の場合、テーブルマッピング方式に対しマイコンプラグラム容量の負荷が少なくなりコスト低減をすることができる。また、電源電圧変動、モータ特性ばらつき、及び電流センサ精度ばらつきにより、風量特性が基準値から外れても数式化により全風量特性領域をカバーできるため、安定した好適な入力制御をすることができる。
【0055】
実施の形態2
以下、この発明の実施の形態2を図について説明する。
図8は実施の形態2である電気掃除機の入力制御装置の機能ブロック図、図9は特性説明図であり、図において実施の形態1と同様の構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。図8において16は位相角走査手段10によって走査決定された位相角の出力を受け、現状設定されている目標入力特性との関係から風量を導出する風量算出手段であり、この信号は位相制御手段12、及び表示部15に出力される。
【0056】
次に、動作について説明する。図9において、例えば目標電流特性Ltwで運転されている時に位相角走査手段10から位相角TLoutが出力された場合、このTLoutとLtwの交点VL と交わる風量パラメータがこの時の風量を表している。
【0057】
風量算出手段は16は、既知である風量aと目標電流特性Ltwとの交点aと交点VL との間の距離と、風量bと目標電流特性Ltwとの交点bとVL との間の距離に基づいて位相角走査手段10によって走査決定された位相角におけるときの風量を算出する。この交点VLを通る点線が算出風量特性となる。
【0058】
この算出した風量情報により、例えば密閉運転等の異常使用時には、位相制御手段12においてモータ停止情報や微弱運転等に切り替える位相角を生成して出力する。また通常の運転時においては、表示部12に風量情報やゴミ量情報を出力して表示させることが可能となる。
【0059】
以上のように、例えば、密閉運転等の異常時には、圧力センサ等を用いずに、モータ停止情報や微弱運転等に切り替える制御ができ、耐久性の向上を図ることができる。
【0060】
また、通常の運転時においては、圧力センサ等を用いずに、表示部12に風量情報やゴミ量情報を出力して表示させることができ、コスト低減、耐久性向上、組立作業性向上を図ることができる。
【0061】
実施の形態3
以下、この発明の実施の形態3を図について説明する。図10は実施の形態3である電気掃除機の入力制御装置の機能ブロック図、図11は特性説明図であり、図において実施の形態1と同様の構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。図10において17は商用交流電源1の電圧を検出する電源電圧検出手段で、例えば電源部5を構成するトランスの1次または二次側電圧をモニタするることによって実現できる。18はこの電源電圧検出手段17の出力を受けて、特性算出手段9の出力を補正・変更する第一数式補正手段であり、補正・変更後の出力は位相角走査手段10に入力される。
【0062】
次に、動作を図11について風量100%運転を例として説明する。
例えば電源電圧が100Vで目標電流特性Ltwで運転されている場合、位相角走査手段10から位相角TLSが出力されると、このTLSとLtwの交点aが電流検出手段4から検出され目標入力電力で運転を行う。ここで電圧が105vの場合は図中波線で示したように100V時よりも高い風量特性になることが実験により確認されている。従ってTLS入力時はb点の電流検出となるため、上記実施の形態1の動作により位相角が増える方向(入力電力を下げる方向)に移動し、目標電流特性Ltw上の点cで安定する運転を行う。
【0063】
しかし、あくまでも電圧は105Vであるため、P=VIの関係から略5%増しの高い入力電力で運転されてしまう。従って点aまで目標電流を下げる必要がある。すなわち、電圧105V時の風量特性と目標電流の交点dを満足させるためには、目標電流特性Ltwをα分だけ下に移動する必要があり、その移動後の特性を補正後目標電流特性Ltwhと称する。具体的にはLtw=ax+bの式をLtwh =ax+(b−α)に変更するという簡単な補正を施すことにより実現できる。
【0064】
この補正値αは電源電圧変動幅をパラメータとして、実験等によりあらかじめ求めた値を第一数式変更手段18に格納され、簡単な補正処理で目標一定入力電力をすることができる。また、この方法では、補正後目標電流特性に変更しても、位相角の初期入力の変更は必要としない。例えば位相角TLSが入力されても補正後特性Ltwh と風量との交点dを満足するように位相角が増え、最終的には位相角TLSH で安定運転されるためである。
【0065】
以上のように、電源電圧の補正により目標一定入力を容易にでき、位相角設定の補正が不要なため、補正手段が複雑にならず、安価な構成とすることができる。
【0066】
実施の形態4
以下、この発明の実施の形態4を図について説明する。図12は実施の形態4である電気掃除機の入力制御装置は機能ブロック図、図13は電流特性図、図14は風量に関する入力特性図であり、図において実施の形態1と同様の構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。
【0067】
図12において19は吸引用モータ2の入力電力ばらつきとしての電機子抵抗等の特性を検出するモータ特性検出手段で、例えばチェック時には疑似的に風量を絞り、位相制御を全点弧領域で運転した時の電流検出手段4の出力をモニタすることによって特性を検出する(図14に特性を示す)。20はこのモータ特性検出手段19の出力を受けて、特性算出手段9の所定の位相角範囲の設定を補正・変更する位相制御範囲補正手段であり、補正・変更後の出力は位相角走査手段10に入力される。
【0068】
次に、動作を図13、図14について説明する。例えばモータの電機子抵抗が標準で目標電流特性Ltwで運転されている場合、位相角走査手段10から位相角TLSが出力されると、このTLSとLtwの交点aが電流検出手段4から検出され目標入力電力で運転を行う。ここで電機子抵抗が製作ばらつきにより低い場合は高い電流が流れるために図中波線で示したように標準時よりも高い風量特性になることが実験により確認されている。従ってTLS入力時はb点の電流検出となるため、実施の形態1の動作により位相角が増える方向(入力電力を下げる方向)TLSmsに移動し、目標電流特性Ltw上の点cで安定する運転を行う。
【0069】
これにより電流値は目標電流特性を満足するために図14に示すように、P=VIの関係から目標入力電力を満足する運転が可能となる。しかし例えば風量aから風量b間を目標電流特性Mtwを目標とする自動運転を実行する場合、標準モータを基準にした所定の位相角範囲(図中TL 、TM )の設定から位相角増加分だけ異なってしまう。この結果図14に示すように、入力電力が切り替わる風量が、電機子抵抗が小さい程風量少側に移行してしまう結果となる。
【0070】
従って、モータ特性検出手段19出力を受け、位相角範囲補正手段20は現状の所定の位相角範囲TM 、TL を新範囲としてTMS、TLSに各々補正して出力することにより風量と目標入力電力の関係を保つことができる。
【0071】
以上のように、風量と目標入力電力の関係を一定に保つことができ、所定風量に応じた効率的な吸い込み力を得ることができ、効率的な運転ををすることができる。
【0072】
また、図14では上記説明した、モータ特性検出手段19の全点弧領域における入力電力、すなわち、電流の差異も明確に識別できるため確実にモータばらつきを検出できる。
【0073】
実施の形態5
以下、この発明の実施の形態5を図について説明する。図15は実施の形態5である電気掃除機の入力制御装置図の機能ブロック図であり、図において実施の形態1と同様の構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。図において21は位相角対目標電流特性8により決定した複数の数式及び複数の所定の位相角範囲の切り替え値を記載させたEEPROMであり、マイコン6と接続される。22はこのEEPROM21内の値を受けて数式の演算等を行う数式演算手段であり、この出力は位相角走査手段10に渡される。
【0074】
次に、動作について説明する。実施の形態1で説明した目標電流特性Ltw、Mtw、Htwの近似式と所定の位相角範囲TL 、TM 、TH 等を記載したEEPROM21の内容を、数式算出手段22が受けて、目標電流特性は近似式に基づき演算して目標電流を導き、位相角範囲はそのまま位相角走査手段10に入力することにより目標入力電力の一定制御が行われる。このとき位相角対目標電流特性8は最大入力電力の異なるモータにより当然異なるために、書き込み・消去可能なEEPROM21に記載し、モータ能力に影響されない演算処理のみをマイコン6内の数式演算手段22ですればよい。
【0075】
以上のように、能力が異なるモータにおいても短期間で入力一定の電気掃除機の入力制御装置を得ることができる。
【0076】
実施の形態6
以下、この発明の実施の形態6を図について説明する。
図16は実施の形態6である電気掃除機の入力制御装置機能ブロック図、図17は風量対入力電力特性図であり、図において実施の形態1と同様の構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。図16において23は電流検出手段4の電流出力を検出する電流出力検査手段で、例えば本装置の出荷時に吸引用モータ2に変わる低電流負荷装置(図示しない)等を接続して電圧出力を検出する。24はこの電流出力検査手段23の出力の結果を記憶するEEPROM、25は本装置の動作時にEEPROM24の結果を受けて、特性算出手段9の出力を補正・変更する第二数式補正手段であり、補正・変更後の出力は位相角走査手段10に入力される。
【0077】
次に、動作を図17について説明する。動作は実施の形態3に述べた内容と同じで、電流検出手段4の出力ばらつきによる目標入力電力のばらつきを補正し安定した入力電力を得ることを目的としている。ここで電流検出手段4の出力ばらつきとは、電流センサ4aや周辺回路部の精度・ばらつきによって発生し、例えば基準出力Vk に対し若干低めのVk −αを出力した場合の風量対入力電力特性を図17に示した。実施の形態3でも述べたように電流出力が低くても目標入力電力特性に沿って位相角が移動するために、例では出力を補正する側、すなわち、目標入力電力に対し高めの入力にて運転されることになる。
【0078】
以上のように、電流出力検査手段23によりばらつき幅を検査し、このばらつき幅に応じた補正を第二数式変更手段25により補正することで、安定した目標入力電力を得ることができる。この補正方法も上記に述べた一次式Ltw=ax+bのb項を調整するという簡単な構成でおこなうことができる。また検査手段結果をEEPROM24に記載することにより出荷時の補正が可能となり、マイコン6のプログラム内容に影響を与えずに実現でき、開発効率の向上とコスト低減を図ることができる。
【0079】
なお、実施の形態1から6に述べた構成では、目標入力電力を3種類として述べたが、これに限定せず多種の目標入力電力を設定しても良く、またこの多種の目標入力電力の切り替えは、スイッチ操作からの入力電力情報や自動的に割り付ける方式、または両者の組み合わせであってもよい。
【0080】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推測し、前記推測風量電流特性と目標電流特性の交点の位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備えたので、入力電力の一定制御ができ、ゴミ量や被掃除面状態に応じて入力電力及び風量を効率的にコントロールすることができ、耐久性向上、組立作業性向上を図ることができる。
【0081】
また、この発明によれば、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、上記目標電流値が上記電流検出手段により検出された検出電流値より大きいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角から減じた位相角を算出し、上記目標電流値が上記検出電流値より小さいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角に加えた位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備え、前記位相角走査手段と位相角制御手段は、前記検出電流値が前記目標電流特性上の電流値と一致するまで繰り返すようにしたので、位相角が急激に変化することによる突入電流を防止でき、滑らかな入力電力遷移と静音性の優れた装置が得られ、また目標位相角の算出手段が不要であるためプログラムの簡略化を図ることができる。
【0082】
また、所定の位相角範囲における目標電流特性を近似式で表したので、目標入力電力特性が複数の場合、テーブルマッピング方式に対しマイコンプラグラム容量の負荷が少なくすることができる。また、電源電圧変動、モータ特性ばらつき、及び電流センサ精度ばらつきにより、風量特性が基準値から外れても数式化により全風量特性領域をカバーできるため、安定した好適な入力制御を図ることができる。
【0083】
また、位相角走査手段により算出された位相角に対応する目標電流値と、風量電流特性とに基づいて、風量を導出する風量算出手段を備えたので、圧力センサ等を用いずに風量の状態を検出可能となるため、コスト低減、耐久性向上、組立作業性向上を図れる効果を提供できる。また、例えば密閉運転等の異常使用時には、モータ停止情報や微弱運転等に切り替える制御ができ、耐久性の向上を図ることができる。
【0084】
また、電源の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段により検出された電圧に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第一数式変更手段を備えたので、電源電圧によらず入力電力一定制御ができ、簡単な補正処理で好適な目標一定入力ができると共に、位相角設定の補正が不要なため、補正手段を簡単なものにすることができる。
【0085】
また、電流検出手段の電流出力を電流出力検査手段により検出し、その検出結果を記憶するEEPROMと、このEEPROMにより検出された電流出力に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第二数式変更手段を備えたので、風量と目標入力電力の関係を一定に保つことができ、所定風量に応じた吸い込み力を得ることができるため、効率的かつ好適な運転を図ることができる。
【0086】
また、モータ特性を検出するモータ特性検出手段と、このモータ特性検出手段により検出されたモータ特性値に基づいて特性算出手段から出力された所定の位相角範囲を補正し位相角走査手段に入力する位相角範囲補正手段を備えたので、目標入力電力一定制御が実現される。このとき位相角対目標電流特性は最大入力電力の異なるモータにより当然異なるために、書き込み・消去可能なEEPROMに記載し、モータ能力に影響されない演算処理のみをマイコン内の数式演算手段すれば、能力が異なるモータにおいても短期間で入力電力一定の制御装置を構築できる。
【0087】
また、この発明によれば、モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性における所定の位相角範囲の目標電流特性の近似式と上記所定の位相角範囲を記憶したEEPROMと、このEEPROMに記憶された上記近似式と上記所定の位相角範囲に基づいて目標電流値を算出する数式演算手段と、上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推定し、前記推測風量電流特性と上記目標電流特性の近似式の交点となる位相角を算出する位相角走査手段と、この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段とを備えたので、簡単な構成で安定した目標入力電力を得ることができる。また、検査手段結果をEEPROMに記載することにより出荷時の補正ができ、マイコンのプログラム内容を変える必要がなく、開発効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1における風量−入力電力、電流特性を示す特性図である。
【図3】この発明の実施の形態1における位相角−入力電力特性を示す基本特性図である。
【図4】この発明の実施の形態1における位相角−電流特性を示す基本特性図である。
【図5】この発明の実施の形態1における位相角対目標電流特性の部分拡大を示す特性説明図である。
【図6】この発明の実施の形態1における電気掃除機の入力制御装置の一部を示す動作フローチャートである。
【図7】この発明の実施の形態1における電気掃除機の入力制御装置によって得られた入力電力特性図である。
【図8】この発明の実施の形態2における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図9】この発明の実施の形態2における位相角対目標電流特性の部分拡大を示す特性説明図である。
【図10】この発明の実施の形態3における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図11】この発明の実施の形態3における位相角対目標電流特性の部分拡大を示す特性説明図である。
【図12】この発明の実施の形態4における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図13】この発明の実施の形態4における位相角対目標電流特性の部分拡大を示す特性説明図である。
【図14】この発明の実施の形態4における風量対入力特性を説明する入力特性図である。
【図15】この発明の実施の形態5における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図16】この発明の実施の形態6における電気掃除機の入力制御装置を示す機能ブロック図である。
【図17】この発明の実施の形態6における風量対入力特性を説明する入力電力特性図である。
【図18】従来の一般的な電気掃除機の入力制御装置の入力特性図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源、2 吸引用モータ、3 双方向性サイリスタ、4 電流検出センサ、4a 電流センサ、6 マイクロコンピュータ、7 基本特性、8 位相角対目標電流特性、9 特性算出手段、10 位相角走査手段、12 位相制御手段、16 風量算出手段、17 電源電圧検出手段、18 第一数式変更手段、19 モータ特性検出手段、20 位相角範囲補正手段、21 EEPROM(数式・位相角範囲)、22 数式演算手段、23 電流出力検査手段、24 EEPROM(電流出力検査)、25 第二数式補正手段。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an input control device for a vacuum cleaner that controls input power of a motor to be constant by controlling the phase of a suction motor and detecting current.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An input control device for a vacuum cleaner of this type is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-95877. This is intended to keep the input of the electric blower constant at all times in order to solve the problem that the input of the electric motor is maximized and the power is consumed without permission when the air inlet is operating in the air. The control means includes a current detection means for detecting a current of the electric blower, an amplification means for the output, and a phase control means for controlling the number of revolutions of the electric blower. The phase control means has a signal level from the amplification means. It is realized by controlling it to be constant.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-213468 has a configuration in which voltage detecting means is provided in addition to the above-described configuration, and the phase control means is controlled so that the signal level of the current detecting means becomes constant in accordance with power supply voltage fluctuation. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-313415, it is possible to realize control for keeping the input power of the motor constant by constant current control or constant phase angle control in substantially the same configuration.
[0004]
FIG. 18 illustrates the relationship between the current value of the suction motor and the input power in a general vacuum cleaner, showing the control characteristics when the air volume (the amount of dust) is plotted on the horizontal axis. FIG. 18A shows the characteristics when the motor applied voltage is constant (uncontrolled). Naturally, the current value and the input power value maintain a proportional relationship, and the current value and the current value increase in the direction in which the air volume is reduced (dust accumulates). Both input power values drop.
[0005]
FIG. 18B shows a case where the current constant control is performed by the phase control up to the predetermined air volume. In the phase control, a constant current can be realized by increasing the phase firing time (hereinafter, referred to as a phase angle) on the large air flow (release) side. However, when the phase angle increases, the effective voltage and the effective current decrease, and the power factor deteriorates. Therefore, the current value and the input power value do not have a proportional relationship, and the phase angle decreases (the air volume decreases) and the input power value decreases. Rises. In other words, this indicates that the input power is not constant when the constant current control is performed.
[0006]
Further, in the constant phase angle control by the phase control, since the motor applied voltage is constant, the characteristic becomes the same as the characteristic (a) in the figure, which also indicates that the constant input power control cannot be realized.
There is a prior application example disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-30683 for detecting the air volume. According to this, the input control of the motor can be performed without directly detecting the air volume by using the pressure sensor for detecting the negative pressure between the filter and the fan and the motor current detecting means.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional input control device for a vacuum cleaner is configured as described above, there are the following problems. First, in the reference using the motor current detecting means, the constant current control and the constant phase angle control are performed by the output of the current detecting means. However, in this method, it is difficult to keep the input power constant because of the characteristics of the phase control. The input power varies depending on the amount of dust and the state of the surface to be cleaned, and the input power of the motor may exceed the regulation depending on conditions. Therefore, it is difficult to keep the input power constant even if the correction is performed by the power supply voltage.
[0008]
In addition, in the reference in which a pressure sensor is added for detecting the air volume in addition to the current sensor, the number of parts increases, the cost increases, and the configuration becomes larger, as a matter of course. In addition, there is another problem that the accuracy adjustment and the process for dealing with the cause of failure are complicated by the increase in the number of sensors, and the assembling workability is deteriorated.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and can perform constant control of input power, can operate efficiently regardless of the amount of dust and the state of a surface to be cleaned, and can achieve durability. It is an object of the present invention to obtain an input control device for a vacuum cleaner having a high level.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An input control device for a vacuum cleaner according to the present invention includes a current detection unit that detects a current flowing through a motor,A target formed by connecting current values at which input power is constant for multiple airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameterBased on current characteristics, Corresponding to a predetermined phase angleCharacteristic calculating means for calculating a target current value;,When the detected current values detected by the current detecting means are not equal,the aboveDetection current valueEstimate the air flow current characteristics passing through, the intersection of the estimated air flow current characteristics and the target current characteristicsPhase angle scanning means for calculating a phase angle, and phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means.
[0011]
Also,An input control device for a vacuum cleaner according to the present invention includes:Current detection means for detecting a current flowing through the motor,A target formed by connecting current values at which input power is constant for a plurality of airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameterBased on current characteristics, Corresponding to a predetermined phase angleA characteristic calculating means for calculating a target current value, and calculating a phase angle obtained by subtracting a phase angle of a predetermined width from the predetermined phase angle when the target current value is larger than the detected current value detected by the current detecting means. When the target current value is smaller than the detected current value, a phase angle scanning means for calculating a phase angle obtained by adding a phase angle of a predetermined width to the predetermined phase angle, and the phase calculated by the phase angle scanning means Phase control means for controlling the input power of the motor based on the angle,The phase angle scanning means and the phase angle control means repeat until the detected current value matches a current value on the target current characteristic..
[0012]
Also,PredeterminedEquation for approximating target current characteristics in the phase angle range ofRepresented byThings.
[0013]
In addition, a target current value corresponding to the phase angle calculated by the phase angle scanning means and, Air volume aboveAn air volume calculation unit for deriving the air volume based on the current characteristics is provided.
[0014]
Further, a voltage detecting means for detecting the voltage of the power supply, and a first mathematical expression for correcting the output of the characteristic calculating means based on the voltage detected by the voltage detecting means, and inputting the corrected output to the phase angle scanning means Means.
[0015]
Further, an EEPROM for detecting the current output of the current detection means by the current output inspection means and storing the detection result,, InspectionA second mathematical expression changing means for correcting the output of the characteristic calculating means based on the output current output and inputting the corrected output to the phase angle scanning means.
[0016]
Further, a motor characteristic detecting means for detecting a motor characteristic, and a predetermined phase angle range output from the characteristic calculating means based on the motor characteristic value detected by the motor characteristic detecting means are corrected and input to the phase angle scanning means. A phase angle range correcting unit;
[0017]
Also,The input control device of the vacuum cleaner according to the present invention,Current detection means for detecting a current flowing through the motor,For a plurality of airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameter, the target current characteristics formed by connecting the current values at which the input power is constantPredeterminedPhase angle rangeAn EEPROM storing an approximate expression of a target current characteristic and the predetermined phase angle range; an arithmetic operation means for calculating a target current value based on the approximate expression and the predetermined phase angle range stored in the EEPROM; Target current value and,When the detected current values detected by the current detecting means are not equal,the aboveDetection current valueIs estimated, and becomes an intersection of the estimated airflow current characteristic and the approximate expression of the target current characteristic.Phase angle scanning means for calculating a phase angle, and phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of air flow, current and input power of a suction motor, and FIG. 4 is a basic characteristic diagram showing an angle-input power characteristic, FIG. 4 is a basic characteristic diagram showing a phase angle-current characteristic, FIG. 5 is a partially enlarged explanatory diagram of FIG. 4, FIG. 6 is an operation flowchart, and FIG. FIG. 4 is an input power characteristic diagram obtained by the input control device.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a commercial AC power supply, 2 denotes a suction motor connected to the commercial AC power supply 1 via a bidirectional thyristor 3, and 4 denotes current detection means for detecting a current flowing through the suction motor 2. The current sensor 4a is configured in series with the suction motor 2, and is detected as a voltage by a voltage drop method using a current transformer or a shunt resistor. Reference numeral 5 denotes a power supply unit generated from the commercial AC power supply 1, which is used for a DC power supply or the like of a microcomputer 6 or the like which controls a vacuum cleaner, and has a commercial frequency zero-cross detection circuit unit therein.
[0020]
Numeral 7 is a basic characteristic obtained in advance by an experiment or the like and shown in FIGS. 3 and 4. This is because the input power characteristic (measured by a measuring device not shown) and the current characteristic (measured by the current detecting means 4) when the suction motor 2 is controlled by changing the phase angle by the phase control means 12 described later in detail. 8 is a phase angle vs. target current characteristic derived from the basic characteristic 7 to keep the input power constant, and is shown in FIG. 4 and FIG. 4 and 5 will be described later.
[0021]
Numeral 9 stores the phase angle versus target current characteristic 8 as a characteristic data table or an approximate expression derived from the characteristic data table, and characteristic calculating means 10 for calculating a target current value at an initial phase angle. The phase firing time (hereinafter referred to as phase angle) is increased or decreased based on the result of comparison between the output of the means 9 and the output of the current detection means 4 and the input power value input via the A / D converter 11. It is a phase angle scanning means. It should be noted that there are two types, a method of switching the increase / decrease amount once toward the derived target phase angle and a method of fixing the increase / decrease amount to reach the target in a plurality of times.
The scanning width of the phase angle scanning means 10 is set to a predetermined time by a timer or the like.
[0022]
Reference numeral 12 denotes a phase control means which operates by obtaining the output of the phase angle scanning means. The phase control is executed by feeding back the phase angle to the gate of the bidirectional thyristor 3 and the characteristic calculation means 9 also outputs the current phase angle value. Feedback. It should be noted that a reference point having a phase angle of 0 is given to this phase control means by inputting an output from the zero-cross detection means 5a via the counter 13. The microcomputer 6 is provided with these characteristic calculating means 9, phase angle scanning means 10, A / D 11, phase control means 12, and counter 13.
Reference numeral 14 denotes a switch unit, which inputs operation contents such as input switching and start / stop to the microcomputer 6. Reference numeral 15 denotes a display unit for outputting various information such as operation contents.
[0023]
Next, the contents of the basic characteristic 7 and the phase angle versus target current characteristic 8 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4 based on actual experimental results.
FIG. 2 is a characteristic diagram of the air flow, the current, and the input power of the suction motor. The solid line indicates the current, and the dotted line indicates the input power. In the figure, in order to realize the constant input power control, it is sufficient to set a target current that slightly decreases as the air flow is reduced. The target current is set according to the air flow (depending on the air path configuration) and the motor characteristics. Therefore, it is necessary to make settings corresponding to the type of the vacuum cleaner, and at the same time, to clarify the value of the air volume.
For this purpose, the respective characteristics shown in FIGS. 3 and 4 were obtained by experiments.
[0024]
FIG. 3 shows the phase angle-input power characteristic of the first basic characteristic. The horizontal axis shows the phase angle T (firing angle time) (0 to several milliseconds), and the vertical axis shows the input power W. For the sake of explanation, the characteristics using a 1300w motor are shown. In addition, five kinds of parameters, from the air volume of 100% (zero dust) to the air volume of d% (large dust), are described using the air volume as a parameter.
[0025]
A phase angle of 0 indicates a 100% energized state, and indicates an input power of about 1300 W at a flow rate of 100%. The input power decreases as the phase angle increases. Further, even at the phase angle 0, the input power drops in the direction in which the air volume is reduced. Also, as the air volume increases, the rate at which the input power drops as the phase angle increases increases. For example, if three types of WH, WM, WL are set (horizontal lines) as target input power values, corresponding to each set input power from the intersection of the set input power, the air volume of 100% (dust zero) and the air volume d% (dust large). The predetermined phase angle ranges TH, TM, and TL are obtained. In this way, it is possible to derive the phase angle corresponding to the input power set as the target and the respective airflow.
[0026]
FIG. 4 shows the phase angle-current characteristic of the second basic characteristic. As for the electric current, the output of the current detecting means 4 is shown on the vertical axis, and the phase angle on the horizontal axis and the air volume parameter are the same as those in FIG.
When the predetermined phase angle ranges TH, TM, TL derived in FIG. 3 are indicated on the horizontal axis, and the intersections of this phase angle and the respective airflows are plotted, the target input powers WH, WM, WL shown in FIG. Correspondingly, the current at which the input power at each air volume is constant is indicated by Htw, Mtw, and Ltw. When the constant current control is performed by the phase control as described with reference to FIG. 18B showing the related art, the input power and the current value do not have a proportional relationship, and therefore, the same tendency as the input power characteristic is shown, However, the phase angle-current characteristics are substantially straight lines different from each other and rising to the right.
[0027]
As described above, the result of deriving the relationship between the phase angle and the current value indicated by the substantially straight lines Htw, Mtw, and Ltw is the phase angle versus target current characteristic 8 in the predetermined phase angle ranges TH, TM, and TL. In order to obtain the target input powers WH, WM, WL, the phase control may be performed so that the relationship between the phase angle and the current value becomes Htw, Mtw, Ltw. The processing is performed by the computer 6.
[0028]
Next, the operation will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6, and FIG.
FIGS. 6A and 6B are operation flowcharts using the target input power WL 1 as an example. FIG. 6A is related to the first invention, and FIG. 6B is related to the second invention. FIG. 5 is a characteristic explanatory view of the phase angle vs. target current characteristic 8 (FIG. 4) in a partially enlarged manner.
[0029]
First, FIG. 6A will be described.
In step S100, an initial phase angle TLS stored as an initial value for the input power WL is set in the phase angle scanning means 10 as an initial phase angle value at power-on. As the initial phase angle, as shown in FIG. 5, for example, an initial phase angle TLS is set with respect to the target current characteristic Ltw, using, for example, the air volume a as a guide.
[0030]
In step S101, the suction motor 2 is phase-controlled by the phase control means 12 and the bidirectional thyristor 3 based on the phase angle initial value set in step S100.
In step S102, the current flowing through the motor in step S101 is detected by the current detection unit 4, and the current Vout detected by the current detection unit 4 is sent to the phase angle scanning unit 12 via the A / D conversion unit 11.
[0031]
At the same time, in step S103, the characteristic calculating means 9 calculates an intersection VLS (target current value) of the target current characteristic Ltw and the initial phase angle TLs from the target current characteristic Ltw, and sends it to the phase angle scanning means. FIG. 5 shows an example in which the target current value VLS matches on the curve of the air volume a.
[0032]
Next, in step S104, the detected current value Vout is compared with the target current value VLS by the phase angle scanning means 10, and if the values are equal, the process returns to the phase control operation S101; if not, the process proceeds to step S105.
[0033]
In the example shown in FIG. 5, Vout shown in FIG. 5 is output because the air volume (b) is lower than the standard air volume (a) due to dust accumulation or the like, and VLS> Vout in this state. The phase is controlled with the input power being low with respect to the input power WL.
In this case, the process proceeds to step S105, which is a loop for obtaining the target phase angle TLout.
[0034]
In addition, when the operation is performed with the air volume (b) lower than the standard air volume (a) due to accumulation of dust or the like as in this example, the air volume cannot be immediately returned to the air volume a, but the wind is rapidly absorbed by a curtain or the like. When the road is narrowed, the air volume returns to a when the curtain is released from the suction port.
[0035]
In step S105, the phase angle scanning means 10 estimates the air volume characteristic curve (air volume b in the example of FIG. 4) passing above the value of Vout based on the value of Vout, and calculates the estimated air volume characteristic curve and the target current characteristic Ltw. The intersection point VL is calculated, and the target phase angle that satisfies this VL is calculated.T Lout(The intersection with the horizontal axis obtained by drawing a vertical line from VL).
[0036]
In step S106, the phase angle scanning means 10 sets the phase angle calculated in step S105 (S106), returns to the phase control operation S101, and repeats steps S101 to S106, thereby setting the phase angle almost once. As a result, VLS (VL) = Vout, and the target input power value WL is obtained.
As described above, FIG. 6A shows a method of switching the phase angle once. As a method of calculating the target phase angle Tout, the target Vout is set to coincide with the target current characteristic Ltw line. The intersection point VL of Ltw and the air volume b is obtained, and the target phase angle TLout is obtained from this point. If the phase control operation is performed at TLout in the next control cycle, the target input power WL can be obtained.
[0037]
The timing of this repetition loop is set to a predetermined timing time by the counter 13 receiving the output of the zero-crossing detecting means 5a, so that a process can always be performed in response to a change in the amount of dust or a change in the state of the surface to be cleaned. Become.
[0038]
Next, FIG. 6 (b) shows an operation by switching a plurality of phase angles, and the figure will be described below.
[0039]
Steps S100 to S104 are the same as the operations in FIG.
In step S107, when VLS is not equal to Vout, the magnitudes are compared. If VLS> Vout, the process proceeds to step S108, and if VLS> Vout, the process proceeds to step S109.
[0040]
In step S108, as shown in FIG. 5, a phase angle obtained by subtracting a phase angle of a predetermined width from the initial phase angle TLS is set, scanning is performed in a direction to increase the input power, and the process returns to step S101.
By repeating this operation a plurality of times, a target input power value WL 2 is obtained.
[0041]
In the example shown in FIG. 5, Vout = VLS (VL) is satisfied for the third time, and the target input WL is obtained.
[0042]
In step S109, a phase angle obtained by adding a phase angle of a predetermined width to the initial phase angle TLS is set, scanning is performed in a direction to reduce the input power, and the process returns to S101.
By repeating this operation a plurality of times, a target input power value WL 2 is obtained.
[0043]
As described above, in the multiple switching method, the phase angle is increased / decreased by the scanning width of the phase angle having a predetermined width, and by repeating this plural times, the target input power WL 2 is settled to TLout where VL and Vout become equal. Things.
[0044]
The phase angle (scan width) of the predetermined width depends on the clock of the microcomputer 6, but it is desirable to set the phase angle of the width based on the minimum time.
[0045]
As described above, in each of the methods shown in FIGS. 6A and 6B, basically, the intersection of the target current characteristic (Ltw) and the initial phase angle (TLS) is the target current, The phase angle is automatically scanned so that the target current (VLS) matches the detected current (Vout).
[0046]
The method of obtaining the intersection point VLS of the phase angle TLS and the target current characteristic Ltw is a method of obtaining a correspondence table (table) from the characteristics of FIGS. There is a method to ask.
[0047]
3 and 4, plotting the intersection points of the phase angles of the predetermined phase angle ranges TH, TM, and TL and the respective air volumes in FIGS. 3 and 4 correspond to the target input powers WH, WM, and WL. The current characteristics at which the input power at each air flow is constant are indicated by Htw, Mtw, and Ltw.
[0048]
These current characteristics Htw, Mtw, and Ltw are substantially straight lines rising to the right and can be expressed as a first-order approximate expression such as y = ax + b.
Here, y is a current value output from the current detecting means 4, x is a phase angle, and a and b are constants.
[0049]
For example, from the experimental results, when the input power is 1150 W,
y = 0.002x + 3.83
Is obtained, and based on this, the intersection VLS of the phase angle TLS and the target current characteristic Ltw can be obtained.
[0050]
FIG. 7 shows an example of the input power characteristic obtained according to the first embodiment. The horizontal axis represents the air volume, and the vertical axis represents the input power. The target input power WL from 100% to the air volume a shown in the air volume parameter characteristics, the target input power WM from the air volume a to the air volume b, and the air volume d from the air volume b Up to the case where the target input power WH and three levels are allocated. As shown in the figure, it was confirmed that constant input power could be obtained for each of the three types of target input powers WL 1, WM 2, and WH. The air volume is approximately 1.35m3The range of / min or less is a full energization (phase angle 0) region.
[0051]
As described above, a constant input power can be reliably achieved for each of a plurality of target input powers, the input power and the air flow can be efficiently controlled according to the amount of dust and the surface to be cleaned, and a pressure sensor is used. Therefore, cost reduction, durability improvement, and assembly workability improvement can be achieved.
[0052]
In addition, in the one-time switching method, a target phase angle can be immediately determined to obtain a target input power in order to calculate and obtain an intersection VL between Ltw and the air volume b.
[0053]
In addition, in the multiple switching method, since the phase angle is increased or decreased while scanning every predetermined width of the phase angle, an inrush current due to a sudden change in the phase angle can be prevented, and a smooth input power transition and excellent quietness can be achieved. The apparatus can be obtained, and the program can be simplified because the means for calculating the target phase angle is unnecessary.
[0054]
In addition, since the calculation means is an approximate expression that is mathematically expressed as the target input power characteristic based on the characteristics obtained in advance, when there are a plurality of target input power characteristics, the load on the microcomputer program capacity is reduced with respect to the table mapping method, thereby reducing cost. can do. Further, even if the air volume characteristic deviates from the reference value due to the power supply voltage fluctuation, the motor characteristic fluctuation, and the current sensor accuracy fluctuation, the entire air volume characteristic region can be covered by the mathematical expression, so that stable and suitable input control can be performed.
[0055]
Embodiment 2
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a functional block diagram of the input control device of the electric vacuum cleaner according to the second embodiment, and FIG. 9 is a characteristic explanatory diagram. In FIG. Is omitted. In FIG. 8, reference numeral 16 denotes an air volume calculation unit that receives the output of the phase angle scanned and determined by the phase angle scanning unit 10 and derives the air volume from the relationship with the currently set target input characteristic. 12 and the display unit 15.
[0056]
Next, the operation will be described. In FIG. 9, for example, when the phase angle TLout is output from the phase angle scanning means 10 during operation with the target current characteristic Ltw, the air volume parameter that intersects the intersection VL of TLout and Ltw represents the air volume at this time. .
[0057]
The air volume calculation means 16 calculates the distance between the intersection a of the known air volume a and the target current characteristic Ltw and the intersection VL, and the distance between the intersection b between the air volume b and the target current characteristic Ltw and VL. Based on this, the air volume at the phase angle determined by scanning by the phase angle scanning means 10 is calculated. A dotted line passing through the intersection VL is a calculated air volume characteristic.
[0058]
On the basis of the calculated air volume information, for example, when an abnormal use such as a closed operation is performed, the phase control unit 12 generates and outputs motor stop information or a phase angle for switching to a weak operation. Also, during normal operation, it is possible to output and display air volume information and dust amount information on the display unit 12.
[0059]
As described above, for example, in the event of an abnormality such as a closed operation, control for switching to motor stop information or weak operation can be performed without using a pressure sensor or the like, and durability can be improved.
[0060]
Further, during normal operation, air volume information and dust volume information can be output and displayed on the display unit 12 without using a pressure sensor or the like, and cost reduction, durability improvement, and assembly workability improvement are achieved. be able to.
[0061]
Embodiment 3
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a functional block diagram of an input control device for a vacuum cleaner according to a third embodiment, and FIG. 11 is a characteristic explanatory diagram. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and are described. Is omitted. In FIG. 10, reference numeral 17 denotes power supply voltage detecting means for detecting the voltage of the commercial AC power supply 1, which can be realized, for example, by monitoring the primary or secondary voltage of the transformer constituting the power supply unit 5. Reference numeral 18 denotes a first mathematical expression correcting unit that receives the output of the power supply voltage detecting unit 17 and corrects / changes the output of the characteristic calculating unit 9. The corrected / changed output is input to the phase angle scanning unit 10.
[0062]
Next, the operation will be described with reference to FIG.
For example, when the power supply voltage is 100 V and the operation is performed with the target current characteristic Ltw, when the phase angle TLS is output from the phase angle scanning unit 10, the intersection point a of the TLS and Ltw is detected by the current detection unit 4 and the target input power Drive with Here, it has been confirmed by an experiment that when the voltage is 105 V, the air volume characteristic becomes higher than that at 100 V as shown by the dashed line in the figure. Therefore, at the time of TLS input, the current is detected at the point b, so that the operation of the first embodiment moves in the direction in which the phase angle increases (the direction in which the input power decreases), and the operation is stabilized at the point c on the target current characteristic Ltw. I do.
[0063]
However, since the voltage is 105 V to the last, it is operated with a high input power of about 5% increase from the relation of P = VI. Therefore, it is necessary to lower the target current to the point a. That is, in order to satisfy the intersection d between the air volume characteristic at the voltage of 105 V and the target current, the target current characteristic Ltw is moved downward by α.Need to be able toCorrected target current characteristics LtwhCalled.Specifically, it can be realized by performing a simple correction of changing the equation of Ltw = ax + b to Ltwh = ax + (b−α).
[0064]
The correction value α is a value obtained in advance by an experiment or the like and stored in the first equation changing means 18 using the power supply voltage fluctuation range as a parameter, and the target constant input power can be obtained by a simple correction process. Further, in this method, even if the target current characteristic is changed to the corrected target current characteristic, it is not necessary to change the initial input of the phase angle. For example, even if the phase angle TLS is input, the phase angle is increased so as to satisfy the intersection d between the corrected characteristic Ltwh and the airflow, and the operation is finally stabilized at the phase angle TLSH.
[0065]
As described above, the target constant input can be easily performed by correcting the power supply voltage, and the correction of the phase angle setting is not required. Therefore, the correction means does not become complicated, and an inexpensive configuration can be achieved.
[0066]
Embodiment 4
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a functional block diagram of an input control device for a vacuum cleaner according to the fourth embodiment, FIG. 13 is a current characteristic diagram, and FIG. 14 is an input characteristic diagram relating to air flow. Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0067]
In FIG. 12, reference numeral 19 denotes a motor characteristic detecting means for detecting characteristics such as armature resistance as the input power variation of the suction motor 2. For example, at the time of checking, the air volume is reduced in a pseudo manner, and the phase control is operated in the entire ignition range. The characteristic is detected by monitoring the output of the current detecting means 4 at the time (the characteristic is shown in FIG. 14). Reference numeral 20 denotes a phase control range correction means for receiving the output of the motor characteristic detection means 19 and correcting / changing the setting of the predetermined phase angle range of the characteristic calculation means 9. The output after correction / change is a phase angle scanning means. 10 is input.
[0068]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. For example, when the armature resistance of the motor is operating with the target current characteristic Ltw as standard, when the phase angle TLS is output from the phase angle scanning means 10, the intersection point a of the TLS and Ltw is detected by the current detection means 4. Operate with the target input power. Here, it has been experimentally confirmed that, when the armature resistance is low due to manufacturing variations, a high current flows, so that the airflow characteristics become higher than the standard time as shown by the dashed line in the figure. Therefore, at the time of TLS input, the current is detected at the point b, and the operation of the first embodiment moves in the direction of increasing the phase angle (direction of decreasing the input power) TLSms and operates stably at the point c on the target current characteristic Ltw. I do.
[0069]
As a result, as shown in FIG. 14, the current value satisfies the target current characteristic, so that an operation that satisfies the target input power can be performed from the relationship of P = VI, as shown in FIG. However, for example, when the automatic operation is performed with the target current characteristic Mtw between the air volume a and the air volume b, a predetermined phase angle range (TL, TM in the figure) based on the standard motor is set and the phase angle is increased by an amount corresponding to the phase angle increase. Will be different. As a result, as shown in FIG. 14, the air volume at which the input power is switched shifts to the lower air volume side as the armature resistance is smaller.
[0070]
Therefore, upon receiving the output of the motor characteristic detecting means 19, the phase angle range correcting means 20 corrects the current predetermined phase angle ranges TM and TL as new ranges to TMS and TLS, respectively, and outputs the corrected values. You can keep the relationship.
[0071]
As described above, the relationship between the air volume and the target input power can be kept constant, an efficient suction force corresponding to the predetermined air volume can be obtained, and efficient operation can be performed.
[0072]
In FIG. 14, the difference in input power, that is, the difference in current in the entire firing range of the motor characteristic detecting means 19 described above can be clearly identified, so that the motor variation can be detected reliably.
[0073]
Embodiment 5
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a functional block diagram of an input control device for a vacuum cleaner according to the fifth embodiment. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 21 denotes an EEPROM in which a plurality of mathematical expressions determined by the phase angle vs. target current characteristic 8 and a plurality of switching values of a predetermined phase angle range are described. Numeral 22 is a mathematical operation means for receiving the value in the EEPROM 21 and performing an arithmetic operation on the mathematical expression. The output is passed to the phase angle scanning means 10.
[0074]
Next, the operation will be described. The formula calculating means 22 receives the approximation formulas of the target current characteristics Ltw, Mtw, and Htw described in the first embodiment and the contents of the EEPROM 21 in which the predetermined phase angle ranges TL, TM, TH, and the like are described. The target current is derived by calculation based on the approximate expression, and the phase angle range is directly input to the phase angle scanning means 10, whereby the constant control of the target input power is performed. At this time, since the phase angle vs. target current characteristic 8 is naturally different depending on the motor having the different maximum input power, it is described in the writable / erasable EEPROM 21 and only the arithmetic processing which is not affected by the motor performance is the mathematical operation means 22 in the microcomputer 6. Just do it.
[0075]
As described above, it is possible to obtain an input control device for a vacuum cleaner having a constant input in a short period of time even with motors having different capacities.
[0076]
Embodiment 6
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 16 is a functional block diagram of the input control device of the vacuum cleaner according to the sixth embodiment, and FIG. 17 is a characteristic diagram of the air flow versus the input power. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The description is omitted. In FIG. 16, reference numeral 23 denotes a current output inspection means for detecting a current output of the current detection means 4, and detects a voltage output by connecting a low current load device (not shown) which is replaced with the suction motor 2 at the time of shipment of the apparatus. I do. Reference numeral 24 denotes an EEPROM for storing the result of the output of the current output inspection means 23, and reference numeral 25 denotes a second mathematical expression correction means for correcting and changing the output of the characteristic calculation means 9 in response to the result of the EEPROM 24 during operation of the present apparatus. The output after the correction / change is input to the phase angle scanning means 10.
[0077]
Next, the operation will be described with reference to FIG. The operation is the same as that described in the third embodiment, and aims to obtain a stable input power by correcting the variation of the target input power due to the variation in the output of the current detection means 4. Here, the output variation of the current detecting means 4 is caused by the accuracy and variation of the current sensor 4a and the peripheral circuit portion. For example, the output amount-input power characteristic when the output Vk-α is slightly lower than the reference output Vk is output. As shown in FIG. As described in the third embodiment, even if the current output is low, the phase angle moves along the target input power characteristic. Therefore, in the example, the output is corrected, that is, the input is higher than the target input power. Will be driven.
[0078]
As described above, a stable target input power can be obtained by inspecting the variation width by the current output inspection means 23 and correcting the correction according to the variation width by the second mathematical expression changing means 25. This correction method can also be performed with a simple configuration that adjusts the b term of the above-described linear expression Ltw = ax + b. In addition, by writing the results of the inspection means in the EEPROM 24, correction at the time of shipment becomes possible, and it can be realized without affecting the contents of the program of the microcomputer 6, thereby improving development efficiency and reducing costs.
[0079]
In the configurations described in the first to sixth embodiments, three types of target input power are described. However, the present invention is not limited to this, and various types of target input power may be set. The switching may be based on input power information from a switch operation, a method of automatically allocating, or a combination of both.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, current detection means for detecting a current flowing through a motor,A target formed by connecting current values at which input power is constant for multiple airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameterBased on current characteristics, Corresponding to a predetermined phase angleCharacteristic calculating means for calculating a target current value;,When the detected current values detected by the current detecting means are not equal,the aboveDetection current valueEstimate the air flow current characteristics passing through, the intersection of the estimated air flow current characteristics and the target current characteristicsA phase angle scanning means for calculating a phase angle, and a phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means, so that constant control of the input power can be performed. In addition, the input power and the air flow can be efficiently controlled in accordance with the amount of dust and the state of the surface to be cleaned, so that durability and assembly workability can be improved.
[0081]
Further, according to the present invention, a current detecting means for detecting a current flowing through the motor,A target formed by connecting current values at which input power is constant for a plurality of airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameterBased on current characteristics, Corresponding to a predetermined phase angleA characteristic calculating means for calculating a target current value, and calculating a phase angle obtained by subtracting a phase angle of a predetermined width from the predetermined phase angle when the target current value is larger than the detected current value detected by the current detecting means. When the target current value is smaller than the detected current value, a phase angle scanning means for calculating a phase angle obtained by adding a phase angle of a predetermined width to the predetermined phase angle, and the phase calculated by the phase angle scanning means Phase control means for controlling the input power of the motor based on the angle,The phase angle scanning means and the phase angle control means repeat until the detected current value matches a current value on the target current characteristic.As a result, an inrush current due to a sudden change in the phase angle can be prevented, a device with smooth input power transition and excellent quietness can be obtained. Simplification can be achieved.
[0082]
Also, PrescribedEquation for approximating target current characteristics in the phase angle range ofRepresented byTherefore, when there are a plurality of target input power characteristics, the load of the microcomputer program capacity can be reduced with respect to the table mapping method. Further, even if the air volume characteristics deviate from the reference value due to the power supply voltage fluctuation, the motor characteristics fluctuation, and the current sensor accuracy fluctuation, the entire air volume characteristics region can be covered by the mathematical formula, so that stable and suitable input control can be achieved.
[0083]
A target current value corresponding to the phase angle calculated by the phase angle scanning means;And the air volumeThe air flow rate calculation means for deriving the air flow rate based on the current characteristics makes it possible to detect the state of the air flow rate without using a pressure sensor or the like, thereby reducing costs, improving durability, and improving assembly workability. Can be provided. Further, for example, at the time of abnormal use such as a closed operation, control for switching to motor stop information or weak operation can be performed, and durability can be improved.
[0084]
Further, a voltage detecting means for detecting the voltage of the power supply, and a first mathematical expression for correcting the output of the characteristic calculating means based on the voltage detected by the voltage detecting means, and inputting the corrected output to the phase angle scanning means Means, constant input power control can be performed irrespective of the power supply voltage, a suitable constant target input can be performed by a simple correction process, and correction of the phase angle setting is unnecessary, so that the correction means is simplified. be able to.
[0085]
Further, an EEPROM for detecting the current output of the current detection means by the current output inspection means and storing the detection result,,Since the output of the characteristic calculating means is corrected based on the detected current output and the second mathematical expression changing means for inputting the corrected output to the phase angle scanning means is provided, the relationship between the air volume and the target input power is kept constant. Since it is possible to obtain a suction force corresponding to the predetermined air volume, efficient and suitable operation can be achieved.
[0086]
Further, a motor characteristic detecting means for detecting a motor characteristic, and a predetermined phase angle range output from the characteristic calculating means based on the motor characteristic value detected by the motor characteristic detecting means are corrected and input to the phase angle scanning means. Since the phase angle range correcting means is provided, the target input power constant control is realized. At this time, since the phase angle versus the target current characteristic is naturally different depending on the motor having the different maximum input power, it is described in a writable / erasable EEPROM, and only the arithmetic processing which is not affected by the motor performance is performed by a mathematical operation means in the microcomputer. However, it is possible to construct a control device having a constant input power in a short period of time even in a motor having a different power.
[0087]
Also,According to the inventionCurrent detection means for detecting a current flowing through the motor,For a plurality of airflow current characteristics corresponding to the phase angle with the airflow as a parameter, the target current characteristics formed by connecting the current values at which the input power is constantPredeterminedPhase angle rangeAn EEPROM storing an approximate expression of a target current characteristic and the predetermined phase angle range; an arithmetic operation means for calculating a target current value based on the approximate expression and the predetermined phase angle range stored in the EEPROM; Target current value and,When the detected current values detected by the current detecting means are not equal,the aboveDetection current valueIs estimated, and becomes an intersection of the estimated airflow current characteristic and the approximate expression of the target current characteristic.A phase angle scanning unit that calculates a phase angle; and a phase control unit that controls the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning unit. Input power can be obtained. Further, by writing the result of the inspection means in the EEPROM, correction at the time of shipment can be performed, and it is not necessary to change the program content of the microcomputer, and the development efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing air volume-input power and current characteristics according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a basic characteristic diagram showing a phase angle-input power characteristic in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a basic characteristic diagram showing a phase angle-current characteristic according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic explanatory diagram showing a partial enlargement of a phase angle versus a target current characteristic according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operation flowchart showing a part of the input control device of the electric vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is an input power characteristic diagram obtained by the input control device for the vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 8 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic explanatory diagram showing a partial enlargement of a phase angle versus a target current characteristic according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a characteristic explanatory diagram showing a partial enlargement of a phase angle versus a target current characteristic in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 12 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 13 is a characteristic explanatory diagram showing a partial enlargement of a phase angle versus a target current characteristic in Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 14 is an input characteristic diagram illustrating airflow versus input characteristics according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 15 is a functional block diagram showing an input control device for a vacuum cleaner according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 16 is a functional block diagram showing an input control device of a vacuum cleaner according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 17 is an input power characteristic diagram illustrating an air flow versus input characteristic according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 18 is an input characteristic diagram of a conventional general vacuum cleaner input control device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 commercial AC power supply, 2 suction motor, 3 bidirectional thyristor, 4 current detection sensor, 4a current sensor, 6 microcomputer, 7 basic characteristics, 8 phase angle versus target current characteristics, 9 characteristic calculation means, 10 phase angle scanning Means, 12 phase control means, 16 air volume calculation means, 17 power supply voltage detection means, 18 first formula change means, 19 motor characteristic detection means, 20 phase angle range correction means, 21 EEPROM (formula / phase angle range), 22 formula Calculation means, 23 current output inspection means, 24 EEPROM (current output inspection), 25 second mathematical expression correction means.

Claims (8)

モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、
上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推測し、前記推測風量電流特性と目標電流特性の交点の位相角を算出する位相角走査手段と、
この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段と
を備えたことを特徴とする電気掃除機の入力制御装置。
Current detection means for detecting a current flowing through the motor,
A target current value corresponding to a predetermined phase angle is determined based on a target current characteristic formed by connecting current values at which input power is constant with respect to a plurality of air flow current characteristics corresponding to a phase angle using the air flow as a parameter. Characteristic calculating means for calculating;
And the target current value, when not equal to the detected current value detected by the current detecting means, and estimate the airflow current characteristics through the detected current value, the phase angle of intersection of the inferred air volume current characteristic and the target current characteristics Phase angle scanning means for calculating
Phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means ,
An input control device for a vacuum cleaner, comprising:
モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性に基づいて、所定の位相角に対応した目標電流値を算出する特性算出手段と、
上記目標電流値が上記電流検出手段により検出された検出電流値より大きいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角から減じた位相角を算出し、上記目標電流値が上記検出電流値より小さいときには、所定幅の位相角を上記所定の位相角に加えた位相角を算出する位相角走査手段と、
この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段と
を備え、
前記位相角走査手段と位相角制御手段は、前記検出電流値が前記目標電流特性上の電流値と一致するまで繰り返すことを特徴とする電気掃除機の入力制御装置。
Current detection means for detecting a current flowing through the motor,
A target current value corresponding to a predetermined phase angle based on a target current characteristic formed by connecting a current value at which input power is constant with respect to a plurality of air flow current characteristics corresponding to a phase angle using the air flow as a parameter. Characteristic calculating means for calculating
When the target current value is larger than the detected current value detected by the current detecting means, a phase angle obtained by subtracting a phase angle of a predetermined width from the predetermined phase angle is calculated, and the target current value is calculated from the detected current value. When smaller, a phase angle scanning means for calculating a phase angle obtained by adding a phase angle of a predetermined width to the predetermined phase angle,
Phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means ,
With
The input control device for a vacuum cleaner, wherein the phase angle scanning means and the phase angle control means repeat until the detected current value matches a current value on the target current characteristic .
所定の位相角範囲における目標電流特性を近似式で表したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電気掃除機の入力制御装置。3. The input control device for a vacuum cleaner according to claim 1, wherein a target current characteristic in a predetermined phase angle range is represented by an approximate expression. 位相角走査手段により算出された位相角に対応する目標電流値と上記風量電流特性とに基づいて、風量を導出する風量算出手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電気掃除機の入力制御装置。3. An air volume calculation unit for deriving an air volume based on a target current value corresponding to the phase angle calculated by the phase angle scanning unit and the air volume current characteristic, according to claim 1, further comprising: Vacuum cleaner input control device. 電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
この電圧検出手段により検出された電圧に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第一数式変更手段と、
を備えたことを特徴とする請求項3記載の電気掃除機の入力制御装置。
Voltage detection means for detecting the voltage of the power supply,
A first equation changing means for correcting the output of the characteristic calculating means based on the voltage detected by the voltage detecting means, and inputting the corrected output to the phase angle scanning means ;
The input control device for a vacuum cleaner according to claim 3, further comprising:
電流検出手段の電流出力を電流出力検査手段により検出し、その検出結果を記憶するEEPROMと、
このEEPROMにより検出された電流出力に基づいて特性算出手段の出力を補正し、補正後の出力を位相角走査手段に入力する第二数式変更手段と、
を備えたことを特徴とする請求項3記載の電気掃除機の入力制御装置。
An EEPROM for detecting the current output of the current detection means by the current output inspection means and storing the detection result;
A second mathematical expression changing means for correcting the output of the characteristic calculating means by the EEPROM based on the detected current output, and inputting the corrected output to the phase angle scanning means ;
The input control device for a vacuum cleaner according to claim 3, further comprising:
モータ特性を検出するモータ特性検出手段と、
このモータ特性検出手段により検出されたモータ特性値に基づいて特性算出手段から出力された所定の位相角範囲を補正し位相角走査手段に入力する位相角範囲補正手段
を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電気掃除機の入力制御装置。
Motor characteristic detecting means for detecting motor characteristics;
And phase angle range correcting means for inputting the corrected phase angle scanning means a predetermined phase angle range outputted from the characteristic calculating means based on the detected motor characteristic value by the motor characteristic detection means,
The input control device for a vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
風量をパラメータとする位相角に対応した複数の風量電流特性に対して、入力電力が一定となる電流値を結んで形成された目標電流特性における所定の位相角範囲の目標電流特性の近似式と上記所定の位相角範囲を記憶したEEPROMと、
このEEPROMに記憶された上記近似式と上記所定の位相角範囲に基づいて目標電流値を算出する数式演算手段と、
上記目標電流値と上記電流検出手段により検出された検出電流値が等しくないときに、上記検出電流値を通る風量電流特性を推定し、前記推測風量電流特性と上記目標電流特性の近似式の交点となる位相角を算出する位相角走査手段と、
この位相角走査手段により算出された上記位相角に基づいて上記モータの入力電力を制御する位相制御手段と
を備えたことを特徴とする電気掃除機の入力制御装置。
Current detection means for detecting a current flowing through the motor,
For a plurality of airflow current characteristics corresponding to a phase angle with the airflow as a parameter, an approximate expression of a target current characteristic in a predetermined phase angle range in a target current characteristic formed by connecting current values at which input power is constant. An EEPROM storing the predetermined phase angle range,
A formula calculating means for calculating a target current value based on the approximation formula stored in the EEPROM and the predetermined phase angle range;
And the target current value, when not equal to the detected current value detected by the current detecting means, and estimates the air volume current characteristics through the detected current value, the approximate expression of the inferred air volume current characteristic and the target current characteristics Phase angle scanning means for calculating a phase angle serving as an intersection ,
Phase control means for controlling the input power of the motor based on the phase angle calculated by the phase angle scanning means ,
An input control device for a vacuum cleaner, comprising:
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