KR0161987B1

KR0161987B1 - 진공소제기

Info

Publication number: KR0161987B1
Application number: KR1019910005976A
Authority: KR
Inventors: 하루오 고하라기; 가즈오 다하라; 도시유끼 아지마; 다께시 아베; 쓰네히로 엔도; 구니오 미야시다; 요시다로 이시이; 후미오 죠라꾸; 히사오 스가; 아쓰시 호소가와; 히사노리 도요시마; 미쓰히사 가와마다
Original assignee: 미다 가쓰시게; 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1998-12-01
Anticipated expiration: 2011-04-15
Also published as: EP0458057A1; EP0458057B1; KR910017996A; DE69107119D1

Abstract

본원 발명에서는 브러시레스모터와 같은 팬모터와 정압센서가 소제기본체에 설치되고, 노즐모터에는 브러시가 있다. 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭, 또는 정압센서의 출력치를 변동폭에 따라서 바닥면의 종류를 추정하고, 팬모터의 속도 및 부하전류 또는 정압센서의 출력치의 평균치 및 풍량에 따라서 흡입구의 종류를 추정한다. 바닥면의 종류와 흡입구의 종류에 대한 추정결과에 따라서 팬모터 및 노즐모터의 입력을 자동적으로 제어하고, 이 팬모터의 입력은 노즐모터의 전류의 피크치의 평균치를 검지하여 자동적으로 조정하며, 팬모터의 부하전류 및 속도에 따라서 풍량 및 정압을 연산하고, 이 연산 결과에 의거하여 팬모터의 속도지령을 결정한다.

Description

진공소제기

제1도는 본원 발명에 의한 진공소제기용 팬모터의 제어회로의 개략구성의 블록도.

제2도는 제1도에 도시한 진공소제기용 팬모터의 제어회로의 전체 구성도.

제3도는 진공소제기본체의 단면도를 도시한 파워브러시흡입구를 갖춘 진공소제기의 전체구성도.

제4도는 진공소제기본체에 부착된 파워브러시흡입구의 내부구조의 부분단면도.

제5도는 교류전원전압의 제로크로스검출회로의 블록도.

제6a도는 노즐모터에 인가되는 전압.

제6b도는 노즐모터에 인가되는 제로크로스신호.

제6c도는 노즐모터에 인가되는 카운트타이머의 파형.

제6d도는 노즐모터에 인가되는 점호신호.

제7a도는 증폭기회로와 피크홀드회로를 포함하는 노즐모터의 전류의 검출회로구성도.

제7b도는 노즐모터의 전류검출회로의 출력예.

제7c도는 노즐모터의 전류검출회로의 다른 출력예.

제8도는 노즐모터의 저속회전시의 여러가지 바닥면에 대한 노즐모터전류의 피크치의 변동폭의 변화도.

제9도는 노즐모터의 고속회전시의 여러가지 바닥면에 대한 노즐모터전류의 피크치의 변동폭의 변화도.

제10도는 바닥면에 대한 정압의 변동폭의 변화도.

제11도는 진공소제기의 적응제어모델의 풍량 Q, 정압 H, 회전속도 N의 관계도.

제12도는 각 흡입구에 대한 풍량 Q과 정압 H의 관계도.

제13도는 본원 발명의 다른 실시예인 팬모터와 제어장치의 개략 구성도.

제14도는 본원 발명의 다른 실시예인 진공청소기용 브러시레스모터의 제어회로의 개략구성의 블록도.

제15도는 제14도에 도시한 제어회로의 전체구성도.

제16도는 진공소재기의 Q-H(풍량-정압)특성도.

제17도는 풍량 Q과 회전속도 N 및 부하전류와의 관계도.

제18도는 정압 H과 회전속도 N 및 풍량과의 관계도.

제19도는 진공소제기의 풍량-정압특성도가 도시된 진공소제기의 대표적인 운전패턴도.

제20도는 본원 발명의 다른 실시예인 정압센서를 병용한 제어회로의 개략구성의 블럭도.

제21도는 정압증폭기가 포함된 진공소제기의 정압검출의 개략구성도.

제22도는 풍량검출기가 포함된 진공소제기의 풍량검출의 개략구성도.

제23도는 본원 발명의 다른 실시예인 풍량센서를 병용한 제어회로의 개략구성의 블록도.

제24도는 브러시레스모터의 회전속도와 직류전압을 사용한 제어회로의 개략구성의 블록도.

제25도는 제24도에 도시한 제어회로의 전체구성도.

제26도는 부하전류 I_L와 직류전압 Ed과의 관계도.

제27도는 풍량과 전류지령/회전속도와의 관계의 실험데이터.

제28도는 풍량과 회전속도/전류지령과의 관계의 실험데이터.

제29도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 진공소제기용 브러시레스펜모터의 제어회로의 개략구성의 블록도.

제30도는 제29도에 도시한 제어회로도.

제31a도는 노즐모터에 인가된 전압의 파형도.

제31b도는 노즐모터에 인가된 전류의 파형도.

제32a도는 노즐모터용 전류검출기의 출력신호 증폭회로도.

제32b도는 노즐모터용 전류검출기의 다른 출력신호 증폭회로도.

제33도는 증폭기의 출력예.

제34도는 흡입구조작시의 노즐모터의 부하전류의 변동폭의 변화도.

제35도는 바닥면에 대한 노즐모터의 부하전류의 평균치의 변화도.

제36도는 바닥면에 대한 노즐모터의 부하전류의 변동폭의 변화도.

제37도는 풍량 Q 및 부하전류 I_D, 회전속도 N및 흡입작업율 P_OUT에 대한 진공소제기의 특성도.

제38도는 눈막힘 정도와 속도지령 N^*에 대한 바닥면에 따른 함수테이블.

제39도는 풍량 Q 및 부하전류 I_D, 회전속도 N및 흡입작업율 P_OUT에 대한 바닥면에 따른 진공소제기의 특성도.

제40도는 노즐모터의 저속운전시의 변동전압 V_XN및 변동전압의 평균치 V_MD의 특성도.

본원 발명은 진공소제기에 관한 것이며, 특히 파워브러시흡입구를 가지며, 소제 대상의 다양한 바닥면이나 다양한 흡입구에 따라 최적운전되는 진공소제기에 관한 것이다.

진공소제기는 진공소제기본체와, 이 진공소제기본체에 부착되고, 로터리브러시를 가지는 파워브러시흡입구로 구성된다.

본원 발명은 진공소제기본체의 구동원으로 제어장치를 구비한 진공소제기에 관한 것이며, 특히 진공소제기본체에 장착되는 브러시레스모터와 같은 팬모터의 제어장치를 구비한 진공소제기에 관한 것이다.

흡입구의 종류는 여러가지가 있으며, 흡입구는 일반용 흡입구와 선반용 흡입구와 간극용 흡입구를 포함한다. 파워브러시흡입구의 전력이 차단되면, 파워브러시흡입구는 일반용 흡입구와 마찬가지로 사용된다.

일반적으로 일반용 흡입구류는 파워브러시흡입구의 파워가 차단되는 경우를 포함하며, 선반용 흡입구와 간극용 흡입구는 진공소제기의 정압(靜壓)을 이용하여 판단하게 된다.

또한, 노즐모터에 대한 파워가 온되어 파워브러시흡입구가 운전되는 경우, 파워브러시흡입구는 이 파워브러시흡입구의 노즐모터의 전류의 변동폭을 판단함으로써 운전된다.

종래의 진공소제기는 일본국 특개소 64(1989)-52430호 공보에 기재된 바와 같이, 흡입구에 설치된 노즐모터에 흐르는 전류의 변화로 부터 바닥면이 무엇인지를 검지하고, 그 결과에 의거하여 팬모터의 입력을 제어하고 있다.

상기 종래기술은 예를 들면 바닥면이 다다미인 경우, 흡입구를 다다미면의 골풀의 결방향에 대하여 평행으로 조작했을 때와 직교하여 조작했을 때에 있어서는 노즐모터의 전류의 변화가 상이한 점에 대해서는 배려되어 있지 않다.

또한, 단지 노즐모터의 전류의 변화만으로 바닥면을 검지한 방식에서는 바닥면의 판단착오가 발생하는 문제가 있었다.

종래, 진공소제기에 있어서는 구동원으로서 교류정류자모터를 사용하는 동시에, 제어소자인 트라이액과 압력센서 또는 풍량센서를 결합한다.

트라이액에 의해 교류정류자모터에 인가하는 전압을 조정하고, 바닥면에 따라서 또는 압력센서나 풍량센서에 의한 검출치에 따라서 진공소제기로서의 파워를 제어하는 것이 알려져 있다.

상기 종래기술은 팬모터의 부하상태를 표시하는 모든 인자 즉 풍량 또는 정압을 풍량센서 또는 정압센서를 사용해서 검지하여, 회전 속도를 제어하고 있으므로 가격의 상승 및 센서장착 용적이 필요하게 되는 문제가 있었다.

상기 종래기술은 예를 들면 바닥면이 다다미인 경우, 흡입구를 다다미면의 골풀방향에 대해서 평행으로 조작했을 때와, 직교했을 때에는 노즐모터의 전류의 변화가 다른 점에 대해서는 배려되어 있지 않다.

따라서, 단순히 노즐모터의 전류의 변화만으로 바닥면을 검지하는 방식에서는 바닥면에 대한 판단착오가 발생하는 문제가 있었다.

본원 발명의 목적은 바닥면에 따라서 진공소제기에 대해 최적의 흡입력이 자동적으로 얻어지는 진공소제기를 제공하는 것이다.

본원 발명의 다른 목적은 바닥면에 따라서 진공소제기의 파워브러시흡입구에 장착된 로터리브러시의 최적의 회전속도가 얻어지는 진공소제기를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 목적은 사용흡입구의 종류를 자동판별하고, 바닥면과 사용흡입구의 종류에 대해 최적의 흡입력이 자동적으로 얻어지는 진공소제기를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 목적은 센서를 이용하지 않고 진공소제기의 팬모터의 부하상태를 나타내는 모든 인자 즉 풍량 또는 정압을 검지하고, 팬모터의 부하상태를 나타내는 검출된 인자에 따라 적합한 운전을 할 수 있는 진공소제기를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 목적은 바닥면이 다다미일지라도 그 바닥면에 따라 최적의 흡입력이 자동적으로 얻어지는 진공소제기를 제공하는 것이다.

본원 발명에 의하면 먼지를 포집하는 필터와, 진공소제기에 흡인력을 부여하는 가변속의 팬모터와, 진공소제기본체에 설치되어 상기 필터의 눈막힘 정도를 검지하기 위한 압력센서와, 상기 진공소제기본체에 설치되어, 파워브러시흡입구에 수납된 로터리브러시구동용 노즐모터의 전류를 검출하는 회로를 가진 진공소제기에 있어서, 소제중 최소한 상기 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭과 상기 압력센서의 출력치의 변동폭중 하나를 사용하여 바닥면의 종류를 추정하고, 상기 팬모터의 회전속도와 부하전류, 또는 이 압력센서의 출력과 이 팬모터의 회전 정보를 사용하여 상기 흡입구로부터 유입되는 풍량을 추정하고, 이 풍량과 이 압력센서의 출력치의 평균치 및 이 노즐모터의 전류로부터 이 흡입구의 종류를 추정하고, 이 바닥면의 종류와 이 흡입구의 종류의 추정결과에 따라서 이 팬모터와 이 노즐모터의 입력을 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기를 제공한다.

로터리브러시가 바닥면에 직접 접하고 있으므로, 소제중에 로터리브러시구동용 노즐모터의 전류에 변화를 일으킨다.

또한, 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭의 크기가 다다미면의 골풀의 배열방향과 흡입구의 조작방향에 관계없이 변하므로, 다른 바닥면을 정확하게 추정할 수 있다. 이 바닥면추정은 압력센서의 출력인 정압의 변동폭의 크기에 의해서도 행할 수 있다.

또한, 바닥면에 대하여는 회전브러시에 대한 회전속도가 최적으로 되며, 상기한 바닥면 추정결과에 의거하여 로터리브러시의 회전속도를 위상제어에 의해 변화시킨다.

흡입구의 사용종류는 여러가지가 있으나, 노즐모터로의 전류가 흐르는지의 여부에 따라 파워브러시흡입구 또는 기타의 흡입구로 분류된다. 동작풍향에 대한 정압은 각 흡입구에 상이하므로, 흡입구는 동작풍향에서의 정압으로 추정할 수 있다.

바닥면에 따라서 로터리브러시의 회저속도가 적합한 상태로 설정되고, 또한 바닥면과 사용흡입구에 따라서 팬모터를 풍량일정제어, 정압일정제어 및 회전속도로 운전함으로써, 바닥면에 대해 최적의 흡입력을 갖는 진공소제기를 얻을 수 있다.

본원 발명에 의하면, 먼지를 포집하는 필터와, 먼지흡입력을 발생하는 가변속의 팬모터를 구비한 진공소제기에 있어서, 상기 팬모터의 전류지령(부하전류)과 속도지령(회전속도)으로부터 상기 진공소제기의 부하상태를 나타내는 여러인자중 하나인 풍량 또는 정압을 연산하고, 이 풍량 또는 이 정압의 연산결과에 따라서 상기 팬모터의 속도지령을 결정하는 제어장치를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공소제기를 제공한다.

풍량과 정압은 팬모터의 부하전류와 회전속도에 따라서 연산되고, 이 연산결과에 따라서 팬모터의 속도지령을 결정하므로, 압력센서나 풍량센서가 없이 부하상태에 따라서 최적의 흡입력을 얻을 수 있다.

본원 발명에 의하면, 진공소제기본체와, 이 진공소제기본체에 내장된 팬모터와, 상기 진공소제기본체에 연동하고, 또한 바닥면에 슬라이딩접하는 파워브러시흡입구와, 이 흡입구에 내장된 로터리 브러시와, 이 로터리브러시를 구동하는 노즐모터와, 상기 팬모터의 회전에 따라서 먼지를 포집하는 필터로 이루어진 진공소제기에 있어서, 상기 노즐모터에 흐르는 전류의 피크치의 평균치를 검지하고, 이 검지에 따라서 상기 팬모터의 입력을 자동적으로 조정하는 입력조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 진공소제기를 제공한다.

로터리브러시가 바닥면에 직접 접하고 있으므로, 소제중 로터리 브러시구동용 노즐모터의 전류에 변화를 일으킨다. 또한, 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭은 바닥면에 대응하여 크게 변화한다.

따라서, 그 피크치의 변동폭을 검지하고, 이 검지에 따라 팬모터와 노즐모터의 입력을 조정하면, 바닥면에 적합한 흡입력을 얻을 수 있다.

또한, 노즐모터의 전류의 피크치의 평균치와 변동폭을 이용하여, 다다미의 골풀의 배열방향과 파워브러시흡입구의 조작방향에 관계없이 바닥면을 정확하게 판단할 수 있다.

이 판단에 따라 팬모터와 노즐모터의 입력이 제어되므로, 바닥면에 대하여 최적의 흡입력으로 소제할 수 있는 진공소제기를 얻을 수 있다.

다음에, 본원 발명의 일실시예를 제1도∼제12도에 의해 설명한다. 본원발명에서는 소제기의 구동원으로서 가변속모터를 팬모터로서 사용하는 것을 전제로 하고 있다.

가변속모터로서는 입력을 제어함으로써 속도가 변하는 교류정류자모터, 위상제어모터, 인버터구동의 인덕션모터, 리액턴스모터 또는 브러시레스모터 등이 고려되나, 본 실시예에서는 기계적인 슬라이드를 수반하는 브러시를 갖지 않고, 그러므로 수명이 길고 또 제어응답성이 양호한 브러시레스모터를 팬모터로서 사용한 예에 대해 설명한다.

또한, 본원 발명에서는 기본적으로는 파워브러시흡입구에 로터리 브러시를 구동하는 노즐모터를 가진 것을 전제로 하고, 노즐모터로서는 직류마그넷모터, 교류정류자모터가 고려되나, 본 실시예에서는 정류회로내장의 직류마그마넷모터를 사용한 예에 대해 설명한다.

제1도는 제어회로의 개략구성을 나타낸 블록도. 제2도는 제어회로의 전체구성을 나타낸다.

도면에 있어서, (16)은 인버터제어장치를 나타내고 있다. (29)는 교류전원이며, 이 교류전원(29)으로부터의 전류를 정류회로(21)에서 정류하고, 콘덴서(22)에서 평활하여, 인버터회로(20)에 직류전압 Ed을 공급하는 것이다.

인버터회로(20)는 트랜지스터 TR₁∼TR₆와 각 트랜지스터 TR₁∼TR₆에 병렬로 접속된 환류다이오드 D₁∼D₆로 구성된 120도 통전형 인버터이다. 트랜지스터 TR₁∼TR₃는 플러스의 암을 구성한다. 트랜지스터 TR₄∼TR₆는 마이너스의 암을 구성하고, 각각의 유통기간은 전기각으로 120도에서 펄스폭변조(PWM)된다. R1은 마이너스암을 구성하는 트랜지스터 TR₄∼TR₆의 에미터측과 콘덴서(22)의 마이너스측과의 사이에 접속된 비교적 낮은 저항이다.

FM은 팬구동용 모터인 브러시레스모터(이하, 팬모터라 함)이며, 2극의 영구자석으로 이루어지는 회전자 R와, 전기자권선 U, V, W을 가지고 있다. 이들 권선 U, V, W에 흐르는 부하전류 I_D는 상기 저항 R₁의 전압강하로서 검출된다.

팬모터 FM의 속도제어회로는 회전자 R의 자극위치를 홀(Hall)소자(17)등으로 검출하는 자극위치검출회로(18), 상술한 부하전류 I_D를 검출하여 증폭하는 팬모터전류검출회로(23), 상기 트랜지스터 TR₁∼TR₆를 구동하는 베이스드라이버(15) 및 상기 검출회로(18)로부터 얻어진 검출신호(18S)에 의거하여 베이스드라이버(15)를 구동하는 마이크로컴퓨터(19)로 주로 구성되어 있다. (30)은 실제의 사용자가 조작하는 운전스위치이다.

한편, (26)은 소제기의 파워브러시 흡입구측에 설치된 로터리브러시를 구동하는 노즐모터이며, 교류전원(29)을 트라이액(FLS)(25)으로 위상제어함으로써 전력이 공급된다. (24)는 트라이액(25)의 점호회로, (27)은 노즐모터(26)에 흐르는 부하전류 I_N의 전류검출기이며, (28)은 전류검출기(27)의 출력신호를 검출하여 증폭하는 노즐모터전류검출회로이다.

자극위치검출회로(18)는 홀소자(17)로부터의 신호를 받고, 회전자 R는 자극위치신호(18S)를 생성하는 것이다. 이 자극위치신호(18S)는 전기자권선 U, V, W의 전류전환에 사용하는 외에도, 팬모터 FM의 회전속도를 검출하는 신호로서도 사용하는 것이다. 마이크로컴퓨터(19)는 이 자극위치신호(18S)를 일정한 샘플링내에서의 수를 계수함으로써 속도를 구하는 것이다.

팬모터 FM의 부하전류 I_D의 검출회로(23)는 저항 R₁의 전압강하를 피크홀드회로(도시하지 않음)를 통해서 직류성분으로 변환하고, 또한 증폭하여 팬모터 FM의 부하전류 I_D를 얻는 것이다.

노즐모터(정류회로를 내장하고 있음)(26)의 부하전류 I_N용의 검출회로(28)는 전류검출기(27)의 출력신호가 교류이므로, 정류하여 직류성분으로 변환하고, 또한 증폭하여 노즐모터(26)의 부하전류 I_N를 얻는 것이다.

마이크로컴퓨터(19)는 센트럴프로세싱유니트(CPU)(19-1), 리드온리메모리(ROM)(19-2) 및 랜덤액세스메모리(RAM)(19-3)를 포함하고 있으며, 이것들은 도시하지 않으나, 어드레스버스나 데이터버스 및 콘트롤버스등에 의해서 서로 접속되어 있다.

그리고, ROM(19-2)에는 팬모터 FM를 구동하는데 필요한 프로그램 예를 들면 속도의 연산처리, 운전지령의 입력처리, 속도제어처리(ASR), 전류제어처리(ACR), 노즐모터(26)의 전류검출처리, 팬모터 FM의 전류검출처리 및 정압검출처리등이 기억되어 있다.

한편, RAM(19-3)은 상기 ROM(19-2)에 기억시킨 여러가지 프로그램을 실행하는데 있어서, 필요한 각종 외부데이타를 독출 및 기입하는데 사용된다.

트랜지스터 TR₁∼TR₆는 마이크로컴퓨터(19)에서 처리생성된 점호시호(198)에 따라 베이스드라이버(15)에 의해 각각 구동된다.

트라이액(15)은 교류전원(29)의 제로크로스검출회로(32)에 의거하여 역시 마이크로컴퓨터(19)로 처리 생성된 점호신호(19D)에 따라 점호회로(24)에 의해 구동된다.

정압검출회로(31)는 진공소제기본체내의 압력센서(8)의 출력을 정압(靜壓)으로 변환한다.

이 값의 팬모터 FM는 전기자권선에 흐르는 전류가 팬모터 FM의 출력토크에 대응하므로, 반대로 인가전류를 변화시키면 출력토크를 가변으로 할 수 있다. 즉, 인가전류를 조정함으로써 팬모터 FM의 출력토크를 연속적으로 임의로 변화시킬 수 있다. 또, 인버터의 구동 주파수를 변화시킴으로써 브러시레스팬모터 FM의 회전속도를 자유로이 변화시킬 수 있다.

본원 발명의 진공소제기는 이와 같은 브러시레스팬모터 FM를 사용하는 것이다.

다음에, 제3도는 진공소제기의 전체구성, 제4도는 파워브러시흡입구의 내부구조를 도시한 것이다.

제3도와 제4도에 있어서, (1)은 바닥면, (2)는 진공소제기의 본체, (3)은 호스, (4)는 손잡이스위치부, (5)는 연장관, (6)은 로터리브러시내장의 파워브러시흡입구, (7)은 필터, (8)은 필터(7)의 눈막힘정도를 검지하는 압력센서(반도체압력센서)이다.

파워브러시흡입구(6)의 흡입구케이스(6A)의 내부에는 노즐모터(26), 로터리브러시(10), 이 로터리브러시(10)에 장착된 브러시(11)가 있다. (12)는 노즐모터(26)의 구동력을 로터리브러시(10)에 전달하는 타이밍벨트, (13)은 흡입연장관, (14)는 롤러이다. 노즐모터(26)의 전원리드선(9)은 연장관(5)안에 배설된 전원선(5A)에 접속되어 있다.

이로써, 노즐모터(26)에 전력이 공급되어 회전하면 벨트(12)를 통해서 로터리브러시(10)가 회전한다. 로터리브러시(10)가 회전하고 있을 때 파워브러시흡입구(6)를 바닥면(1)에 접촉시키면, 로터리브러시(10)에는 브러시(11)가 부착되어 있으므로, 브러시(11)가 바닥면(1)에 접촉되어 노즐모터(26)의 부하전류 I_N가 커진다.

그런데, 여러가지 실험결과 노즐모터(26)는 일방향회전이므로 로터리브러시(10)도 일방향회전되며, 파워브러시흡입구(6)를 전후로 조작했을 경우, 로터리브러시(10)를 회전시켰을 때 파워브러시흡입구(6)가 나아가는 방향으로 파워브러시흡입구(6)를 조작한 경우에는 노즐모터(26)의 부하전류 I_N가 작아지고, 반대방향으로 파워브러시흡입구(6)를 조작한 경우에는 노즐모터(26)의 부하전류 I_N가 커진다는 것을 알았다.

그래서, 다음에 노즐모터(26)의 부하전류 I_N의 변화를 이용한 바닥면(1)의 판단(추정)방법에 대해 설명한다.

먼저, 제5도는 노즐모터(26)의 위상제어용의 제로크로스검출회로, 제6도는 노즐모터(26)에 인가되는 전력, 전류파형을 도시한 것이다.

제5도와 제6a도 내지 제6d도에 있어서, 교류전원(29)이 제6a도중의 전압 Vs 이면, 저항 R₂, 다이오드 D₇, 포토커플러 PS, 저항 R₃으로이루어지는 제로크로스검출회로(32)에 의해 제6b도에 도시한 제로크로스신호 32S가 얻어진다.

마이크로컴퓨터(19)는 이 제로크로스신호 32S의 상승, 하강에 동기하고 있는 제6C도에 도시한 카운트타이머를 동작시켜, 카운트타이머가 제로가 되었을 때, 마이크로콤퓨터(19)로부터 FLS(25)로 점호신호(19D)를 출력한다.

이로 인해, 노즐모터(26)에는 제6a도에 도시한 부하전류 I_N가 흐르고, 위상제어에 의해서 노즐모터(26)의 회전속도, 이른바 입력이 제어된다.

제7a도 내지 제7c도는 노즐모터(26)의 전류의 검출회로구성과 출력예를 도시한 것이다.

노즐모터(26)에 공급되는 부하전류 I_N는 제6a도에 도시한 바와 같이 단속된 교류전류파형이므로, 전파정류증폭회로(28A), 다이오드 D₁₀, 피크홀드회로(28B)에 의해 제7b도에 도시한 직류전압신호 V_DP가 얻어진다. 그리고, 이 출력신호 V_DP는 흡입구조작시에는 제7c도에 도시한 바와 같이 흡입구의 조작에 대응하여 전압 V_DP이 V_MX와 V_MN사이에서 변화한다. 이 전압(V_MX-V_MN)을 검출 전압의 변동폭 V_MB으로 한다.

제8도는 노즐모터(26)의 저속회전상태에 있어서의 흡입구조작시의 노즐모터(26)의 부하전류 I_N의 변화에 대응한 검출전압의 변동폭 V_MB을 바닥면(1)에 따라 측정한 결과를 나타낸 것이다.

여기서, 팬모터 FM의 회전속도는 회전속도(1) 내지 회전속도(3)의 순으로 커지며, 환언하면 순차적으로 흡입력이 커진다. 또, 융단(1) 내지 융단(4)까지는 털의 길이를 표시하고 있으며, 순차 길어진다.

제8도에 있어서, 검출전압의 변동폭 V_MB으로부터 바닥면(1)의 종류를 추정할 수 있는지 여부에 대해 생각해 본다.

회전속도(1)의 흡입력이 약할 때는 변동폭 V_MB이 마루일 때 제로인데 대해, 다다미결방향, 다다미결교차방향, 융단의 순으로 커지나, 다다미결교차방향의 경우가 융단(2)의 경우보다 크게되어 있다. 회전속도(2), 회전속도(3)의 경우에 대해서도 같아지며, 단지 변동폭 V_MB의 대소로 바닥면의 종류를 추정할 수 없다.

여기서, 회전속도(1)과 회전속도(2)의 사이의 변동폭 V_MB의 증가율에 착안하면, 다다미결교차방향의 경우의 증가율 A보다 융단(2)의 경우의 증가율 B쪽이 명백히 작다. 따라서, 노즐모터를 최초 저속회전시키고 있을 때, 검출전압의 변동폭 V_MB및 회전속도(1)과 (2)의 사이의 변동폭의 증가율의 크기로부터 바닥면의 마루, 다다미, 융단(1), 융단(2)와 융단(3) 및 융단(4)로 구별, 추정할 수 있다.

제9도는 노즐모터(26)의 고속회전에 있어서의 흡입구조작시의 노즐모터(26)의 부하전류 I_N의

변화에 대응한 검출전압의 변동폭 V_MB을 바닥면에 따라 측정한 결과를 나타낸 것이다.

제9도에 있어서, 노즐모터(26)가 고속회전시에는 팬모터 FM의 회전속도(1), (2), (3)에 거의 상관없이 검출전압의 변동폭 V_MB이 마루, 다다미, 융단(1), 융단(2), (3), 융단(4)의 순으로 크게 되어 있으므로, 검출전압의 변동폭 V_MB의 대소로 바닥면의 종류를 추정할 수 있다.

여기서, 노즐모터(26)의 저속회전은 3000rpm 정도에서 로터리브러시(10)의 회전소도는 1200rpm 이하로 하고 있으며, 다다미, 마루일때에 바닥면을 손상시키지 않는다는 것과 소음을 줄이는 것을 목적으로 하고 있다.

노즐모터(26)의 고속회전은 6000rpm 이상에서 로터리브러시(10)의 회전속도는 2400rpm 이상으로 하고 있으며, 융단(다다미를 포함하는 수도 있음) 대응이다.

따라서, 소제를 하고 있지 않을 때는 노즐모터(26) 및 팬모터 FM 모두 저속회전으로 하고, 흡입구조작시를 검지했을 때는 팬코너 FM의 회전속도(1)과 (2)의 검출전압의 변동폭 V_MB을 사용하여 초기 바닥면을 추정한다.

이어서, 그 바닥면추정결과를 기초로 노즐모터(26)를 고속회전시켜, 검출전압의 변동폭 V_MB의 대소로부터 바닥면을 추정한다. 이들 바닥면추정결과에 의거하여 팬모터 FM과 노즐모터(26)의 입력을 자동적으로 제어한다.

지금까지는 노즐모터의 전류의 피크치이 검출전압의 변동폭을 이용한 바닥면의 추정에 대해 기술하였으나, 소제기본체중에 배설한 압력센서의 출력을 이용한 바닥면의 추정(판단)방법에 대해 설명한다.

제10도는 팬모터 FM의 회전속도에 대한 정압의 변동폭(정압에 대응한 검출전압의 변동폭)H_MB을 바닥면에 따라 측정한 결과를 나타낸 것이다.

제10도에 있어서, 팬모터의 회전속도(1)일 때의 검출전압의 변동폭 H_MB은 융단(1)만 돌출되어 있고, 기타의 마루, 융단(2), (3)에 대해서는 같은 변동폭으로 되어 있다.

팬모터의 회전속도(2)와 (3)일 때의 정압의 변동폭 H_MB에 대해서는 다다미결교차방향인 경우가 가장 크게 되어 있다. 이로써, 단지 정압의 변동폭 H_MB크기 만으로는 다다미결교차방향이 있기 때문에 바닥면의 종류를 구별할 수 없다.

그래서, 팬모터 FM의 회전속도(1)과 (2)의 사이의 정압의 변동폭 H_MB의 증가율에 대해 살펴보면, 다다미결교차방향의 A가 융단(2)의 B, 융단(3)의 C보다 크게 되어 있다.

이로써, 정압의 변동폭 H_MB을 이용하여 바닥면을 추정할 때는 회전속도 (1)일 때의흡입구조작시에 있어서의 정압의 변동폭 H_MB을 기준으로 하고, 그 이상의 회전속도(2), (3)에서는 다다미결방향에서의 변동폭 H_MB을 하한치로 하는 동시에, 회전속도(1)과 회전속도(2) 및 회전속도(3)와의 사이의 정압의 변동폭 H_MB의 증가율을 가미함으로써, 마루, 다다미류와 융단류로 구별, 추정할 수 있다.

제11도는 팬모터 FM의 운전모드를 나타낸 것이다. 여기서, 진공소제기의 흡입력 P_O은 다음식

P_O∞ Q·H(W)

로 표시되며, 풍량 Q과 정압 H과의 적(積)에 비례한다.

제11도에 있어서, 풍량 Q일정은 흡입구부에서의 필요최소한의 풍량과 정압을 항상 확보하는 것이며, 필터(7)의 눈막힘에 따라 정압이 커진다(필터(7)의 눈막힘에 따라 회전속도를 크게하여 풍량 Q을 일정하게 유지하는 것이며, 반대로 정압 H의 크기로 필터의 눈막힘 정도가 추정됨).

정압 H일정은 바닥면과 흡입구부와의 밀착성을 완화하는 것이며, 예를 들면 흡입구에 이물질이 부착되어도 정압이 어느 정도까지 밖에 상승하지 않으므로, 그 이물질이 배제되기 쉽다.

풍량이 작아진 경우에는 거의 흡입력이 없으므로 회전속도 N를 일정하게 이행시켜, 낭비적인 파워를 없앤다. 또한, H일정에서 N일정에의 연결은 팬의 부하특성에 따르도록 한다.

이 풍량 Q, 정압 H 일정의 제어치는 바닥면에 따라 변화시킨다.

제11도에 있어서의 풍량 Q₁∼Q₅, 정압 H₁∼H₅는 앞서 기술한 노즐모터(26)의 전류의 피크치의 변동폭을 사용한 바닥면 추정결과인 마루, 다다미, 융단(1), 융단(2)와 (3) 및 융단(4)에 대응하며, 이 순으로 흡입력을 크게 한다.

정압의 변동폭을 이용한 바닥면추정에서는 마루, 다다미류와 융단류로 밖에 구별할 수 없으므로, 풍량 Q 일정, 정압 H 일정을 제11도의 Q₂, H₂와 Q₄, H₄로 설정하면 된다.

여기서, 정압 H에 대해서는 압력센서(8)의 출력을 사용하면 되나, 풍량 Q에 대해서는 연산으로 구한다. 이러한 연산방법으로서는 팬모터 FM의 전류와 회전속도를 사용하는 것과, 정압과 팬모터 FM의 회전속도(회전속도 그 자체가 아니라 회전속도에 대응한 정보라도 됨)를 사용하면 된다.

이상, 노즐모터(26)의 전류의 피크치의 변동폭 및 정압의 변동폭을 사용한 바닥면추정(판단)방법에 대해 기술하였으나, 다음에 사용흡입구의 추정(판단)방법에 대해 기술한다.

제12도는 대표적인 흡입구인 간극용, 선반용 및 일반흡입구의 풍량과 정압의 관계의 측정결과를 나타낸 것이다.

일반 흡입구중에 파워브러시흡입구도 포함된다. 파워브러시흡입구와 기타의 흡입구와의 구별은 다음과 같이 한다.

노즐모터(26)에 제로크로스 신호를 기초로 순간전압을 인가하고(회전하고 있지 않을 때 로터리브러시(10)가 회전하면, 사용자가 이상하게 느끼기 때문에, 로터리브러시(10)가 회전하지 않는 전압을 순간인가함), 노즐모터(26)에 전류가 흐르면 파워브러시흡입구(6), 전류를 검지할 수 없을 때는 기타의 흡입구라고 판단된다.

기타의 흡입구중에서 간극흡입구, 선반용 흡입구 및 일반흡입구의 구별은 제12도에 나타낸 바와 같이 동작점에서의 풍량 Q에 대한 정압 H의 평균치에 의해 간극용, 선반용 및 일반흡입구로 구별 추정할 수 있다.

다음에 제1도를 주로 사용하여 마이크로컴퓨터(19)의 구체적인 제어처리내용을 설명한다.

수순1 : 운전스위치(30)를 온하면 운전지령입력처리 및 기동처리(처리7)를 행하여 팬모터 FM의 회전속도를 대기상태의 회전속도(1)까지 상승시킨다.

수순2 : 자극위치검출회로(18)로부터의 신호(18S)를 받아 회전속도 N를 연산하고(처리1), 팬모터 FM의 전류지령 I^*(부하전류에 상당)으로부터 풍량 Q을 연산하여 산출한다(처리 12).

정압검출회로(31)의 신호(31S)를 받아 정압검출처리(처리13)를 행하여 정압 H를 검출한다.

그리고, 노즐모터(26)에 제로크로스검출회로(32)의 신호를 받아 순간전압을 인가하고, 노즐모터전류검출회로(24)의 신호(24S)를 받아 노즐모터전류검출처리(처리2)를 행한다.

흡입구판정(처리14)에 있어서, 노즐모터전류를 검지하면 파워브러시입구, 전류를 검지못하면 기타의 흡입구라고 판정한다.

그리고, 기타의 흡입구이면, 풍량Q과 정압 H의 관계(제12도 참조)로부터 간극용 흡입구, 선반용 흡입구 및 일반용 흡입구와 구별 추정한다.

수순3 : 또, 풍량 Q에 대한 정압 H의 관계로부터 필터(7)의 눈막힘검출처리(처리5)를 행하여 필터(7)의 눈막힘 정도를 검출한다.

수순4 : 흡입구판정(처리4)에 있어서, 파워브러시흡입구이면, 제로크로스검출회로(32), 위상제어각설정(처리8) 및 점호신호처리(처리9)를 통해서 노즐모터(26)를 구동하여(저속회전), 흡입구조작시의 노즐모터(26)전류의 피크치의 변동폭, 정압H의 변동폭 및 필터(7)의 눈막힘 정도를 검출한다.

수순5 : 제1의 바닥면추정이 종료한 단계에서, 팬모터(26)를 회전속도(2)까지 상승시켜, 노즐모터(26)전류의 피크치를 변동폭과 회전속도(1)와의 사이의 증가율, 정압 H의 변동폭과 회전속도(1)와의 사이의 증가율 및 필터의 눈막힘 정도를 가미하여 바닥면추정(처리4)을 한다.

수순6 : 수순5의 바닥면추정(처리4)결과에 의거하여 적응제어모델(19A)에서는 바닥면에 따른 풍량 Q(Q₁∼Q₅), 정압 H(H₁∼H₅) 및 회전속도 N를 설정하고, 그것을 전환하면서 속도지령 N^*을 출력한다.

그리고, 팬모터전류검출회로(23)의 신호(23S)를 받아 팬모터전류검출처리(처리3)를 하여 부하전류 I_D를 검출한다.

이 부하전류 I_D(처리3), 회전속도 N(처리1)와 속도지령 N^*을 받아 속도제어처리(ASR), 전류제어처리(ACR)의 처리11로부터 전류지령 I^*을 출력한다.

이 전류지령 I^*을 받아 점호신호 발생처리(처리10)로 베이스드라이버신호(19S)를 출력하고, 팬모터 FM을 원하는 회전속도로 제어한다.

수순7 : 또 동시에, 바닥면 추정(처리4) 결과에 의거하여 제로크로스검출회로(32)의 신호를 받아 위상제어각설정(처리8)으로 점호각을 결정한다.

점호신호발생처리(처리9)를 통해서 노즐모터(26)용의 FLS(25)의 점호신호(19D)를 출력하고, 노즐모터(26)를 원하는 회전속도로 제어한다.

수순8 : 바닥면추정(처리4) 결과가 바닥면이 마루이면, 노즐모터(26)를 저속회전으로 하고, 팬모터 FM의 회전속도(1)와 실제의 회전속도의 2개의 회전속도에서의 데이터를 사용하여 수순5의 바닥면추정을 반복한다.

수순9 : 바닥면추정(처리4) 결과가 바닥면의 다다미, 융단이면, 노즐모터(26)를 고속회전으로 한다.

노즐모터(26)전류의 피크치의 변동폭의 대소, 정압 H의 변동폭 및 필터(7)의 눈막힘 정도를 가미하여 2바닥면추정(처리4)을 행하고, 이 바닥면추정방법을 반복한다

수순10 : 수순2의 흡입구판정(처리4)에 있어서, 일반흡입구의 경우에는 팬모터 FM의 회전속도(1)를 기준으로 하여, 실제의 회전속도에서의 정압 H의 변동폭과 회전속도(1)간의 정압 H의 변동폭과 회전속도(1)간의 정압 H의 변동폭의 증가율 및 필터(7)의 눈막힘 정도를 가미하여 바닥면의 마루, 다다미류의 융단류를 구별, 추정한다.

수순11 : 수순10에서 바닥면을 마루, 다다미류라고 추정했을 때는 적응제어모델(19A)에서는 예를 들면 풍량 Q₂, 정압 H₂, 회전속도 N에 대응한 속도지령 N^*을 출력한다.

수순6에서 기술한 내용에 따라 팬모터 FM의 회전속도를 제어하고, 수순10의 바닥면 추정을 반복한다.

수순12 : 수순10에서 바닥면이 융단류라고 추정했을 때는 적응제어모델(19A)에서는 예를 들면 풍량 Q₂, 정압 H₂, 회전속도 N에 대응한 속도지령 N^*을 출력한다.

수순13 : 수순2의 흡입구판정(처리14)에 있어서, 선반용 흡입구 및 간극용 흡입구라고 판정한 경우에는 적응제어모델(19A)에서는 1개의 풍량 Q과 1개의 정압 H에 따른 속도지령 N^*또는 정압의 변화에 따라 2개의 풍량 Q, 2개의 정압 H에 대응한 속도지령 N^*을 출력한다.

이하, 수순6에서 기술한 내용에 따라 팬모터 FM의 회전속도를 제어하고, 수순2의 흡입구판정을 반복한다.

또한, 이상 설명한 마이크로컴퓨터(19)의 처리내용에서는 바닥면이 마루인 경우, 로터리브러시(10)를 저속회전으로 하였으나, 로터리브러시(10)의 회전을 정지시켜 정압 H의 변동폭의 대소로 재차 회전시키도록 해도 된다.

또, 마이크로컴퓨터(19)에는 팬모터 FM의 구동소프트 또는 팬모터 FM와 노즐모터(26)의 구동소프트를 구비하고, 흡입구추정 및 바닥면추정의 소프트를 별도의 마이크로컴퓨터에 구비시켜도 된다.

또한, 풍량 Q의 연산에 있어서 본 실시예에서는 회전속도와 부하전류를 사용하였으나, 정압과 회전정보(팬모터 FM를 교류정류자모터를 사용한 경우등에는 위상제어각)를 사용해도 상관없다.

본원 발명에 의하면, 필터(7)의 눈막힘 정도, 사용흡입구 및 바닥면을 자동검지하고, 이 검지에 의해서 팬모터 FM와 노즐모터(26)의 입려을 자동적으로 제어하므로, 사용성이 양호한 필터의 눈막힘정도, 사용흡입구 및 바닥면에 따른 최적의 흡입구를 자동적으로 얻을 수 있는 진공소제기를 제공할 수 있다.

이하, 본원 발명의 다른 실시예를 제13도∼제28도에 의해 설명한 제13도는 본원 발명의 일실시예에 관한 진공소제기용 팬모터의 개략구성을 도시한 것이다. 팬모터는 가변속모터(38)의 팬(39)으로 이루어지며, 제어장치(40)에서 속도검출기(41)로부터의 신호(41S)와 전류검출기(42)로부터의 신호(42S)를 받아 회전속도와 부하전류를 검출한다.

가변속모터(38)의 속도를 제어하는 제어장치는 회전속도와 부하전류로부터 부하상태를 표시하는 모든 인자, 예를 들면 풍량 Q 또는 정압 H를 연산하고, 이 연산결과를 기초로 팬모터를 운전한다.

팬모터의 용도에는 선풍기, 냉각용 블로어 또는 진공소제기 등이 고려되지만 본 일실시예에서는 부하상태에 따라 운전상태가 변하는 진공소제기를 예로 설명한다.

또한, 본원 발명에서는 팬모터의 부하상태를 표시하는 모든 인자에서 진공소제기의 부하상태를 표시하는 풍량 또는 정압을 예롤 설명한다.

제14도는 제어회로의 개략 구성을 도시한 블록도, 제15도는 제어회로의 전체구성을 도시한다.

본원 발명의 본 실시예의 제14도 및 제15도에 있어서, 제1도 및 제2도와 같은 도면부호는 동일 또는 상당부분을 나타낸다.

도면에 있어서, (16)은 브러시레스모터(17)를 가변속운전하기 위한 인버터제어장치이다. (29)는 교류전원이며, 이 전원(29)을 정류회로(21)로 정류하고, 콘덴서(22)에서 평활하여 인버터회로(20)에 직류전압 Ed이 공급된다.

이 종류의 브러시레스모터(17)는 전기자권선 U, V, W에 흐르는 저뉴가 모터(17)의 출력토크에 대응하므로, 반대로 인가전류를 바꾸면 출력토크를 가변할 수 있다. 즉, 인가전류를 조정함으로써 모터(17)의 출력토크를 연속적이며 임의로 변경시킬 수 있으며, 인버터의 구동주파수를 변경시킴으로써 모터(17)의 회전속도를 임으로 가변할 수 있다. 본원 발명의 진공소제기는 이와 같은 브러시레스모터(17)를 사용하는 것이다.

제16도는 브러시레스모터(17)를 사용한 진공소제기의 Q-H 특성을 나타내며, 횡축에 풍량 Q을 취하고, 종축에 정압 H에 팬(진공소제기에서 전동송풍기의 팬)의 부하토크 T를 나타낸 것이다.

제16도에 있어서, 진공소제기의 Q-H 특성은 풍량 Q이 작을 때에 정압 H이 크고, 풍량 Q이 클 때에 정압 H이 작아진다. 또한, 팬의 부하토크 T는 풍량 Q에 대해 자승(自乘)커브로 되고, 이 부하토크 T는 도시생략된 흡입구의 상태(바람의 유입면적의 변화)로도 변화한다.

이와 같은 진공소제기의 Q-H 특성에 있어서, 풍량센서 또는 압력센서를 사용하지 않고, 브러시레스모터(17)의 부하상태로부터 풍량 또는 정압을 산출하는데는 여러가지 연구를 필요로 한다.

먼저, 브러시레스모터(17)의 출력 P는 다음식으로 표시된다.

이것에 의해

가 된다.

(2)식에 있어서, 출력 P는 유기전압(誘起電壓) E₀과 전류 I의 적(P = E₀· I)이므로,

가 된다. 즉, 토크 T는 모터전류 I에 비례한다.

일반 유체에 있어서의 유사한 규칙으로는 다음식의 관계가 알려져 있다.

여기서, L은 팬의 축입력(W), Q는 풍량(㎥/min), H는 정압(㎜Aq), N_F는 팬의 회전속도, D는 임펠러의 직경(㎜)을 나타낸다. 그리고, 팬과 브러시레스모터(17)와는 직결되어 있으므로, 팬의 축입력 L과 회전속도 N_F는 브러시레스모터(17)의 출력 P과 회전속도 N와 같다고 생각되어, 상기(4)식은 상기(5)식과 상기(6)식으로부터 다음식으로 변형할 수 있다.

여기서, P는 브러시레스모터(17)의 출력(W), N은 모터회전속도(rpm)을 나타낸다.

상기(7)식의 모터축출력 P은

이다.

여기서, E₀는 유기전압(V), Kε는 유기전압계수, I는 부하전류(A)를 나타낸다.

상기(7)식, 상기(8)식 및 상기(9)식으로부터 풍량 Q은

로 나타낼 수 있다.

여기서, K는 비례계수를 나타낸다. 또한, 비례계수 K는 송풍기효율, 모터효율, 진공소제기의 본체로부터의 공기누출 및 온도에 의한 공기의 단위체적중량변화등 많은 오차요인을 포함하고 있으나, 여기서는 상수로 한다.

제17도는 횡축에 풍량 Q을 취하고, 종축에 브러시레스모터(17)의 회전속도 N와 부하전류 I와의 비(회전속도/부하전류)를 나타낸 것이다.

제17도에서 알 수 있는 바와 같이, 회전속도에 관계없이 회전속도/부하전류의 값으로부터 풍량 Q을 산출한 수 있는 것을 알 수 있다.

제18도는 정압 H을 횡축으로 하고, 종축에 회전속도 N를 취한 경우에 있어서의 각 풍량 Q1∼Q4에 대한 H-N 특성을 나타낸다. 도면에서 정압 H은 다음식의 관계에서 산출할 수 있다.

이것에 의해

가 된다.

여기서, a, b는 상수이다.

이들 결과에서, 브러시레스모터(17)의 부하전류 I와 회전속도 N로부터 진공소제기로서의 풍량 Q과 정압 H을 산출할 수 있다.

제19도는 진공소제기의 대표적인 운전패턴(A패턴, B패턴)을 나타낸다. 도면의 Q-H 특성에 있어서, A패턴은 대풍량측에서 풍량Q_A1일정제어를 행하고, 풍량 Q_A1이하에서는 정압 H_A1일정제어, 풍량 Q_AB일정제어, 정압 H_AB일정제어를 행하는 것이다.

B 패턴은 풍량 Q_A1보다 작은 풍량 Q_B1으로 Q_B1일정제어를 하고, 풍량 Q_B1이하에서는 회전속도 N_B일정의 속도 일정제어, Q_AB일정제어, H_AB일정제어를 행하는 것이다.

A패턴은 바닥면이 다다미인 경우를 상정한 것이며, 대풍량 Q_A1이상에서는 회전속도를 감소시켜서, 모터입력을 줄여서 풍량 Q_A1을 일정하게 하고, 저풍량 Q_AB이하에서 마찬가지로 회전속도를 감소시켜서 모터입력을 줄여서 풍량 Q_AB을 일정하게 하고 있다.

또한, 풍량의 Q_A1과 Q_AB간에서는 다다미면을 손상시키는 일이 없도록 정압 H_A1을 일정하게 제어하고, 풍량 Q_AB이하에서 저압 H_AB을 일정제어로 하고 있다.

B패턴은 바닥면이 융단인 경우를 상정한 것으로, 풍량 Q_B1을 일정제어하여 회전속도가 최대의 N_B에 달하고, 또한 풍량이 Q_B1이하에서는 최대 회전속도 N_B일정제어로 하여 진공소제기로서의 최대 파워를 얻도록 하고 있다.

다음에, 구체적인 제어수단을 제14도 및 제19에 의해 설명한다.

실제의 조작자가 운전스위치(30)를 조작하면, 먼저 마이크로컴퓨터(19)는 처리1로서 운전지령입력처리 및 기동처리를 하여, 규정의 회전속도 N₁까지 브러시레스모터(17)를 구동한다. 전환스위치 S₁는 기동시에는 속도지령 N₁을 선택하고, 기동이 완료되면 처리7의 AQR(풍량조절기) 및 AHR(정압조절기)의 출력 N_CMD을 선택한다.

기동시에 속도지령 N₁이 결정되면, 마이크로컴퓨터(19)는 자극위치검출회로(18)로부터의 자극위치신호(18S)를 받아 처리6의 점호신호발생처리를 하고, 트랜지스터 TR₁∼TR₆의 점호소자를 결정한다.

그리고, 처리2의 속도연산처리를 하여 브러시레스모터(17)의 실속도 N를 연산하고, 처리3의 전류검출처리에서 전류증폭기(23)로부터의 신호(23S)를 받아서 브러시레스모터(17)의 부하전류 IL를 검출한다.

처리4의 ASR은 속도지령 N^*과 실속도 N와의 편차 ε_N로부터 전류지형 I_CMD을 산출하고, 처리5의 ACR은 전류지령 I_CMD과 부하전류 I_L와의 편차ε_I로부터 전압지령 V^*을 산출한다.

처리6의 점호신호발생처리는 전압지령 V^*과 자극위치신호(18S)를 받아 트랜지스터 TR₁∼TR₆의 점호하는 소자를 결정하는 동시에, 인가전압을 가변으로 하기 위한 PWM 신호(19S)를 출력한다.

브러시레스모터(17)가 규정의 회전속도 N₁에 달하면, 전환스위치 S₁가 처리의 AQR, AHR의 출력신호 N_CMD로 전환된다.

처리7의 AQR(풍량조절기), AHR(정압조절기)는 소정의 풍량 Q, 정압 H이 되도록 예를 들면 제19도의 A, B패턴이 되도록 실속도 N와 부하전류 I_L로부터 속도지령 N_CMD을 출력한다.

브러시레스모터(17)는 회전속도 N가 외부지령이 아니고, 내부지령 N_CMD이 되도록 처리 4, 5의 ASR, ACR을 통해서 전압지령 V^*이 결정되어 제어된다.

상기와 같이 본 실시예에서는 진공소제기의 구동원으로서 브러시레스모터를 사용하여, 압력센서 및 광량센서를 사용하지 않고, 또한 브러시레스모터(17)의 부하전류 I_L의 회전속도 N로부터 풍량 Q, 정압 H을 연산으로 산출하고, 각 운전패턴에 따라서 풍량 일정제어(AQR), 정압 일정제어(AHR) 운전함으로써, 진공소제기로서의 파워를 최적으로 제어할 수 있다.

본원 발명의 본 실시예에서는 풍량 Q, 정압 H의 산출에서 브러시레스모터의 회전속도와 부하전류로부터 산출하였으나, 회전속도와 전류지령과의 비의 연산에서도 문제없다.

제28도의 실험데이터에 도시한 바와 같이, 회전속도와 전류지령의 비로부터 풍량 Q을 얻는 것이 가능하다. 또한, 제27도의 실험데이터에 도시한 바와 같이 전류지령과 회전속도의 비로부터 풍량 Q을 얻는 것이 가능하다.

그리고, 풍량 Q 및 정압 H의 연산치를 본 실시예에서는 브러시레스모터(17) 제어에 사용하였으나, 진공소제기의 부하상태를 나타내는 바와 같이 사용해도 된다.

또한, 본 실시예에서는 팬모터에 브러시레스모터(17)를 사용한 예에 대해 설명하였으나, 교류정류자모터라도 된다.

제20도∼제26도는 본원 발명에 따른 또 다른 실시예이다.

제20도는 정압센서를 병용한 제어회로의 개략구성을 도시한 블록도, 제21도는 진공소제기의 정압검출의 개략구성을 도시한다.

제20도에 있어서, 제14도와 다른 점은 브러시레스모터(17)의 회전속도 N와 부하전류 I_L외에 진공소제기(2)의 정압 H을 정압센서(8)로부터 검출하고 있다는 점이며, 진공소제기(2)에 장착한 정압센서(8)에 의해 정압을 검출하고, 마이크로컴퓨터(19)에 포함되는 처리8의 정압검출처리에서 정압증폭기(33)로부터의 신호(33S)를 받아 진공소제기(2)의 정압 H을 검출한다.

처리9의 AQR(풍량조절기)은 회전속도 N와 부하전류 I_L로부터 풍량 Q을 산출하고, AHR(정압조절기)은 검출한 정압 H을 사용하여 소정의 풍량 Q, 정압 H이 되도록 예를 들면 제19도의 A, B패턴이 되도록 속도지령 N_CMD을 출력해도 된다.

제22도는 진공소제기의 풍량검출의 개략구성을 도시하며, 제23도는 풍량센서를 병용한 제어회로의 개략구성을 도시한 블록도이다.

제23도에 있어서, 제14도와 다른 점은 브러시레스모터(17)의 회전속도 N와 부하전류 I_L외에 진공소제기(2)의 풍량을 검출하고 있는 점이며, 진공소제기(2)에 장착한 풍량센서(34)에 의해 풍량을 검출하여, 마이크로컴퓨터(19)에 포함되는 처리10의 풍량검출처리로 풍량증폭기(35)로부터의 신호(35S)를 받아 진공소제기(2)의 풍량Q을 검출한다.

처리11의 AQR(풍량조절기)은 검출한 풍량 Q을 사용하고, AHR(정압조절기)은 검출한 풍량 Q과 회전속도 N로부터 정압 H을 산출한 소정의 풍량 Q, 정압 H이 되도록 예를 들면 제19도의 A, B 패턴이 되도록 속도지령 N_CMD을 출력해도 된다.

제24도는 브러시레스모터(17)의 회전속도 N와 직류전압 Ed을 사용한 제어회로의 개략구성을 도시한 블록도, 제25도는 그 제어회로의 전체구성을 도시하고, 제26도는 브러시레스모터(17)의 부하전류 I_L에 의한 직류전압 Ed의 수하(垂下)특성을 플롯한 것으로, 횡축에 부하전류 I_L를 취하고, 종축에 직류전압 Ed을 도시한 것이다.

제24도 및 제25도에 있어서, 제14도 및 제15도와 다른점은 인버터회로(20)에 공급하는 직류전압 Ed과 브러시레스모터(17)의 회전속도 N로부터 풍량 Q, 정압 H을 연산하고 있는 점이며, 직류전압검출부(36)의 저항 R₂, R₃으로부터 직류전압 Ed을 검출하고, 마이크로컴퓨터(19)에 포함되는 처리12의 전압검출처리에서 전압증폭기(37)로부터의 신호(37S)를 받아서 직류전압 Ed을 검출한다.

처리13의 전류연산처리는 검출한 직류전압 Ed으로는 직접 풍량 Q을 연산할 수 없다. 그래서, 제26도의 직류전압 Ed과 부하전류 I_L의 관계에서 연산에 의해 부하전류연산치 I_L를 구한다.

처리14의 AQR(풍량조절기)은 회전속도 N를 연산한 부하전류연산치 I_L로부터 풍량 Q을 산출하고, AHR(정압조절기)은 산출한 풍량 Q과 회전속도 N로부터 정압 H을 산출하고, 소정의 풍량 Q, 정압 H이 되도록 예를 들면 제19도의 A, B패턴이 되도록 속도지령 N_CMD을 출력해도 된다.

상기와 같이, 본원 발명의 다른 실시예에서는 진공소제기의 구동원으로서 브러시레스모터(17)를 사용하여, 압력센서 또는 정압센서의 어느 한쪽의 센서만의 사용과 브러시레스모터(17)의 부하전류 I_L와 회전속도 N에 의해 풍량 Q 또는 정압 H을 연산하고, 운전패턴에 따라 풍량일정제어(AQR), 정압일정제어(AHR)운전함으로써, 진공소제기로서의 파워를 최적으로 제어할 수 있다.

또한, 직류전압 Ed을 검출하여, 검출한 직류전압 Ed으로부터 연산한 부하전류연산치

와 회전속도 N에 의해 압력센서 및 풍량센서를 사용하지 않고, 풍량 Q, 정압 H을 연산으로 산출하고, 운전패턴에 따라서 풍량일정제어(AQR), 정압일정제어(AHR) 운전함으로써, 진공소제기로서의 파워를 최적으로 제어할 수 있다.

본원 발명의 상기 두 실시예에 의하면, 진공소제기에 사용되는 팬모터의 부하상태를 나타내는 여러 인자, 즉 풍량 Q과 정압 H을 브러시레스모터(17)의 회전속도 N와 부하전류 I_L와의 관계에서 연산으로 산출하고, 이 연산결과를 기초로 팬모터의 회전속도를 조정하도록 하였으므로, 최적의 파워로 운전할 수 있는 팬모터의 제어장치 및 진공소제기가 얻어진다.

다음에, 본원 발명의 다른 실시예를 제29도 내지 제40도를 참조하여 설명한다.

본 실시예의 제29도 및 제30도에 있어서, 제1도 및 제2도와 같은 도면부호는 동일 또는 상당부분을 나타낸다. 제29도에 있어서, 처리6에서는 함수테이블이 이용된다. 또한, 제29도 및 제30도에 있어서, 제1도에서의 압력센서(8)와 정압검출회로(31)는 장착하지 않았다.

먼저, 제31a도 및 제31b도는 노즐모터(26)에 인가되는 전압, 전류파형을 나타낸 것이다.

제31a도에 있어서, 노즐모터(26)에 도면중의 전압 V_S이 인가되면, 노즐모터(26)가 정류회로(도시하지 않음)의 직류마그넷모터이므로, 도시한 역률(力率)이 나쁜 단속(斷續)된 전류 I_N가 흐른다.

이에 대해, 제31b도에 있어서 흡입구(6)가 바닥면(1)에 접촉되어 있지 않을 때의 실선으로 표시한 노즐모터전류 I_N1와, 흡입구(6)를 바닥면(1)에 접촉시켰을 때의 쇄선으로 표시한 노즐모터전류 I_N2를 비교하면, 노즐모터(26)의 전류의 피크치가 크게 변화하고, 흡입구(6)를 바닥면(1)에 접촉시키고 있는지 여부에 따라 노즐모터전류에 편차 ΔI_N(I_N2-I_N1)를 발생시킨다.

마이크로컴퓨터(19)에서 교류전류는 검출할 수 없으므로, 노즐모터전류 I_N를 직류분으로 변환할 필요가 있다.

제31a도 및 제31b도는 증폭기의 회로구성, 제32a도 및 제32b도는 증폭기의 출력예를 도시한 것이다.

제31a도는 증폭기(28)의 일예로서 증폭소자(32), 정류회로(31), 피크홀드회로(33)로 구성한 것이다. 그 동작은 노즐모터(26)에 전류 I_N가 흐르면, 전류검출기(27)에 접속한 저항 R₂의 양단에 노즐모터전류 I_N에 대응한 전압파형이 나타난다.

이 전압파형을 증폭소자(32)에 의해서 증폭하고, 정류회로(31) 및 피크홀드회로(33)를 통해서 노즐모터전류 I_N의 피크치를 직류분으로 변환하여 마이크로컴퓨터(19)에 입력한다. 이 피크홀드회로(33)의 출력은 제32a도 및 제32b도에 도시한 바와 같이 노즐모터전류 I_N의 피크치에 대응한 직류전압 V_DP이 된다.

제31b도는 증폭기(28)의 다른 실시예로서 오페러블앰프 2개로 전파증폭회로를 구성한 것이며, 그 출력 V_DP은 제31a도와 같은 결과가 된다.

제34도는 파워브러시흡입구 조작시의 노즐모터(26)의 부하전류의 변화에 대응한 검출전압 V_DP을 나타낸 것이다. 도면에 있어서, 흡입구(6)를 전후로 조작하면 부하전류 I_N의 피크치에 대응한 검출전압 V_DP이 V_MN과 V_MX사이에서 변화한다. V_MD는 V_MN과 V_MX의 검출전압의 평균치이다.

제35도는 검출전압의 평균치 V_MD의 변화를 바닥면에 따라 측정한 결과를 나타낸 것이다. 제35도에 있어서, (1)은 노즐모터(26)가 전파운전(노즐모터(26)에 교류전원(29)을 전파정류한 전압을 인가하여 진공소제기를 풀파워로 운전한 경우)이고, 팬모터 FM가 약운전인 경우, (2)는 노즐모터(26)가 전파운전이고, 팬모터 FM가 강운전인 경우, (3)은 노즐모터(26)가 반파운전(노즐모터(26)에 교류전원(29)을 반파정류한 전압을 인가하여 진공소제기를 하프파워로 운전한 경우)이고, 팬모터 FM가 약운전인 경우, (4)는 노즐모터(26)가 반파운전이고, 팬모터 FM가 강운전인 경우를 나타낸다.

도면에 있어서, 흡입구(6)를 들어올린 상태에 상당한 무부하의 경우에는 로터리브러시(10)가 공회전상태가 되므로, 검출전압의 평균치 V_MD가 작고, 또한 팬모터 FM의 강, 약운전에 상관없이, 노즐모터(26)의 반파운전(3), (4) 쪽이 노즐모터(26)의 전파운전 (1), (2)의 경우보다 커진다.

그 이유는 노즐모터(26)의 전류 I_N의 피크치를 검출하고 있는 관계상 회전속도가 낮은(모터의 역기전력이 작은)반파운전시에 부하전류 I_N가 크게 흐르기 때문이다.

이에 대해, 파워브러시흡입구(6)를 바닥면(1)에 접촉시켜 소제하는 경우, 노즐모터(26) 및 팬모터 FM의 운전상태 여하에 불구하고, 바닥면(1)의 마루, 다다미, 융단에 따라 검출전압의 평균치 V_MD가 커진다.

또한, 다다미결방향은 흡입구(6)를 골풀에 나란한 방향에 대하여 평행으로 조작한 경우, 다다미결교차방향은 흡입구(6)를 골풀에 나란한 방향에 대하여 직교하여 조작한 경우를 나타내며, 융단중의 번호 (a)∼(c)는 털의 길이를 표시하고 있으며, (a)에서 (c)로 갈수록 길다.

여기서 문제가 되는 것은 검출전압의 평균치 V_MD에 의해서만 바닥면을 판단하는 경우, 노즐모터(26) 및 팬모터 FM의 운전상태에 의해서 평균치 V_MD가 변화한다는 것, 다다미면에서 다다미결교차방향의 경우와 융단의 경우에서는 평균치 V_MD가 대략 같다는 것, 융단의 털의 길이에 대응하여 평균치 V_MD가 변화하지 않는다는 것 등으로 인하여, 단지 검출전압의 평균치 V_MD의 레벨로부터는 바닥면(1)이 무엇인지를 판단하는 것이 곤란하다는 것에 있다.

팬모터 FM의 강, 약운전에 대하여 검출전압의 평균치 V_MD가 변화하는 것은 흡입력이 강한 강운전의 경우에는 파워브러시흡입구(6)가 바닥면(1)에 밀착하고, 로터리브러시(10)에의 부하가 커져서, 노즐모터(26)의 부하전류 I_N가 커지기 때문이다.

제36도는 검출전압의 변동폭 V_MB(V_MX-V_MN)의 변화를 바닥면에 따라 측정한 결과를 나타낸 것이며, 번호의 (1)∼(4)는 제35도와 동일조건이다.

도면에 있어서, 검출전압의 변동폭 V_MB은 노즐모터(26) 및 팬모터 FM의 운전상태에 좌우되지 않고, 무부하의 경우는 검출전압의 변동폭 V_MB이 영이다.

다다미면의 결방향, 결교차방향에 관계없이, 각 바닥면의 검출전압의 변동폭 V_MB이 마루, 다다미, 융단의 순으로 커치며, 또한 다다미와 융단과의 차별화가 되어 있는 동시에, 융단의 털의 길이(a)∼(c)에 따라 크게 되어 있다.

여기서 문제가 되는 것은, 바닥면(1)의 마루와 다다미의 검출전압의 변동폭 V_MB이 대략 같으므로, 변동폭 V_MB에 의해서만 바닥면(1)이 마루인지, 다다미인지 판단하는 것이 곤란하다는데 있다.

그러나, 바닥면(1)의마루, 다다미의 판단은 제35도에 있어서의 검출전압의 평균치 V_MD로부터 노즐모터(26) 및 팬모터 FM의 운전상태를 가미하면 판단할 수 있다.

이상의 결과에 의해 소제중 노즐모터(26)의 부하전류 I_N에 대응하는 검출전압의 평균치 V_MD와 변동폭 V_MB을 병용함으로써 바닥면(1)이 무엇인지를 정확하게 판단할 수 있다.

한편, 진공소제기의 특성은 제37도에 도시한 바와 같다. 제37도에 있어서, 횡축에는 진공소제기의 풍량 Q(㎥/min), 종축에는 흡입성능을 표시하는 흡입작업율 PouT, 팬모터 FM의 회전속도 N 및 부하전류 I_D를 취하고 있다. 그리고, 2개의 2점쇄선간의 영역이 실제의 운전범위가 된다. 필터가 거의 막혀있지 않은 경우에는 풍량이 최대인 최대동작점에 있으며, 필터의 눈막힘이 진행됨에 따라 동작점이 서서히 좌측으로 이행하고, 완전히 막힌 상태가 되었을 때 풍량이 최소인 최소동작점에 이른다.

여기서, 상술한 진공소제기의 운전상태에 의해서 검출전압 V_DP의 평균치 V_MD가 영향을 받는 것은 진공소제기의 필터의 눈막힘에도 관계된다. 즉, 필터가 막혀있지 않으면 풍량이 많으므로 흡입력이 강해진다.

흡입력이 강해지면 흡입구(6)와 바닥면(1)의 밀착도가 커지고, 노즐모터(26)로서는 부하가 무거워져서 평균치 V_MD가 커진다. 반대로, 필터가 막힌 상태가 되면 풍량이 적어지므로 흡입력이 약해진다. 흡입력이 약해지면 흡입구(6)와 바닥면(1)의 밀착도가 작아지고, 노즐모터(26)로서는 부하가 가벼워져서 평균치 V_MD가 작아진다. 따라서, 풍량 Q에 따라 바닥면(1)을 판단할 기준을 변경 또는 보정할 필요가 있다.

여기서, 제37도에 도시한 바와 같이 풍량과 밀접한 관계에 있는 것은 브러시레스팬모터 FM의 부하전류 I_D이다. 다라서, 브러시레스팬모터 FM의 부하전류 I_D를 검출하여 필터의 눈막힘 정도를 판단하고, 노즐모터(26)의 부하전류 I_N의 변화에 의한 바닥면(1)의 판단기준을 보정하면 된다.

또, 상술한 진공소제기의 강운전 즉 브러시레스팬모터 FM의 회전속도를 높이는데는 부하전류 I_D를 크게할 필요가 있으며, 반대로 소제기의 약운전시에는 부하전류 I_D가 작아지기 때문에, 소제기의 강, 약운전도 부하전류 I_D로 판단할 수 있다.

다음에, 구체적인 제어수단에 대해 설명한다.

제38도는 마이크로콤퓨터(19)의 ROM(19-2)내에 기억된 제어패턴이며, 구체적으로는 각 바닥면에 따른 함수테이블(8)로 나타나 있다. 이 도면은 횡축이 눈막힘 정도이고, 종축이 속도지령 N^*이다.

무부하로부터 마루, 다다미, 융단(a), 융단(b), 융단(c)의 순으로 회전속도지령을 크게 하고, 다시 필터의 눈막힘이 진행됨에 따라 회전속도가 증가하도록 설정되어 있다. 이로써, 필터의 눈막힘정도 및 청소면에 따른 속도지령이 얻어지고, 최적제어가 달성된다.

다음에, 제29도 및 제30도를 주로 사용하여 마이크로 컴퓨터(19)의 처리내용을 설명한다.

수순1 : 운전스위치(30)를 온하면 운전지령입력처리 및 기동처리(처리7)를 행하여 운전준비한다.

수순2 : 함수테이블(8)로부터 무부하의 속도지령 No을 출력하고, 속도연산(처리1) 및 전류검출(처리3)결과를 기초로 속도제어 및 전류제어처리(처리9)를 행하여 전류지령 I^*을 산출한다.

이 전류지령 I^*을 기초로 트랜지스터 TR₁∼TR₆내의 점호해야할 트랜지스터와 통류율(通流率)을 점호신호발생처리(처리10)로 행하여, 브러시레스팬모터를 속도 No까지 올린다. 이 일련의 처리를 이하 모터제어처리라 약정한다.

수순3 : 노즐모터(26)는 먼저 약회전의 운전모드(1)(처리8)를 선택하고, 점호신호발생처리(처리9)를 행하여 약회전시켜서, 바닥면 판정에 필요한 회전속도까지 올린다.

수순4 : 노즐모터(26)의 전류검출처리(처리2)를 행하여, 그 부하전류의 어떤 샘플링시간내에서의 평균치 V_MD와 변동폭V_MB(V_MX-V_MN)으로부터 바닥면의 판정처리(처리4)를 행하여 바닥면을 추정한다.

수순5 : 상기 바닥면의 추정결과를 기초로 각 바닥면에 따른 속도지령 N₁∼N₅을 선택하여, 모터제어처리를 행한다.

수순6 : 각 바닥면에 적합한 회전속도로 동작하고 있는 브러시레스팬모터 FM의 부하전류 I_D를 전류검출처리(처리3)로 검출하고, 그 검출치를 기초로 필터의 눈막힘 정도의 판정처리(처리5)를 행하여 눈막힘 정도에 따라 브러시레스팬모터 FM의 회전속도지령을 보정한다.

수순7 : 다시, 필터의 눈막힘정도를 가미하여 재차 바닥면의 판정처리(처리4)를 행하고, 바닥면의 추정결과를 기초로 속도지령 N₁∼N₅을 선택한다.

바닥면이 마루, 다다미이면 노즐모터(26)의 운전모드는 약회전의 모드(1)(처리8), 융단이면 노즐모터(26)의 운전모드는 강회전의 모드(2)(처리8)로 설정한다.

이로써, 바닥면(1)을 노즐모터(26)의 부하전류 I_N의 변화로부터 판단(추정)하고, 그 결과에 의거하여 노즐모터(26) 및 브러시레스팬모터 FM의 동작회전속도를 설정한다.

필터의 눈막힘 정도도 가미하고 있으므로, 제39도의 진공소제기의 특성에 나타낸 바와 같이, 각 소재면에 따라 최적제어되는 진공소제기가 얻어진다.

제40도는 노즐모터(26)를 저속회전시켰을 때의 흡입구조작시의 부하전류의 변화를 나타낸 것이다. 도면에 있어서, 노즐모터(26)를 저속회전시키면, 각 바닥면에 대하여 부하전류의 평균치 및 변동폭은 큰 차가 없어진다.

그러나, 무부하(흡입구를 들어올린 상태에 대응)와 흡입구 조작시와는 많은 차이가 있으므로, 흡입구(6)를 들어 올리고 있을 때는 노즐모터(26)를 저속회전시켜서, 흡입구(6)가 바닥면에 접촉하였을 때 노즐모터(26)의 운전상태를 바닥면 판단가능상태로 하면 된다.

또한, 노즐모터(26)의 전류의 피크치의 평균치와 변동폭으로부터 바닥면의 종류를 추정하고 있는 관계상 목재의 마루일지라도 로터리브러시를 회전시킬 필요가 있다. 이 때문에 로터리브러시를 고속으로 회전시키면 마루며을 손상시키는 문제가 있다. 그래서, 마루면을 손상시키지 않는 로터리브러시의 회전속도를 실험에 의해 구하면, 약 1300rpm 이하로 하면 된다는 것을 확인하였다. 즉, 로터리브러시와 노즐모터(26)와의 감속비를 고려하면, 노즐모터(26)의 회전속도를 약 3300rpm 이하로 하면 된다. 이때, 당연히 흡입구 주위의 소음도 작아진다.

또, 본원 발명의 실시예에서 노즐모터 전류로서 전파정류한 후의 피크치를 사용하였으나, 반파정류한 후의 피크치를 사용해도 상관 없다.

본원 발명에 의하면, 노즐모터(26)의 부하전류의 피크치의 변화를 검지하고, 이 검지에 의해서 팬모터 FM의 입력 또는 팬모터 FM의 노즐모터(26)의 양 입력을 자동적으로 조정하므로, 바닥면에 최적의 흡인력을 자동적으로 얻을 수 있는 진공소제기를 제공할 수 있다.

Claims

먼지를 포집하는 필터와, 진공소제기에 흡입력을 부여하는 가변속의 팬모터와, 진공소제기 본체에 설치되어 상기 필터의 눈막힘 정도를 검지하기 위한 압력센서와, 상기 진공소제기본체에 설치되어, 파워브러시흡입구에 수납된 로터리브러시구동용 노즐모터의 전류를 검출하는 회로를 가진 진공소제기에 있어서, 소제중 최소한 상기 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭과 상기 압력센서의 출력치의 변동폭중 하나를 사용하여 바닥면의 종류를 추정하고, 상기 팬모터의 회전속도와 부하전류, 또는 이 압력센서의 출력과 이 팬모터의 회전정보를 사용하여 상기 흡입구로부터 유입되는 풍량을 추정하고, 이 풍량과 이 압력센서의 출력치의 평균치 및 이 노즐모터의 전류로부터 이 흡입구의 종류를 추정하고, 이 바닥면의 종류와 이 흡입구의 종류의 추정결과에 따라서 이 팬모터와 이 노즐모터의 입력을 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 흡입구의 추정결과에 의거하여 상기 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭과 상기 압력센서의 출력치의 변동폭중 어느 하나를 선택하여, 상기 바닥면의 종류를 추정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭과 상기 입력센서의 출력치의 변동폭을 사용하여 상기 바닥면의 종류를 추정하는 동시에, 각각의 변동폭에 따라 바닥면의 종류의 추정결과가 상이한 때에는 이 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭에 따른 바닥면의 추정결과를 우선하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 흡입구의 종류를 추정할 때에, 상기 노즐모터의 순간전압을 인가하고, 이 노즐모터에 흐르는 전류를 검지하면 파워브러시흡입구, 전류를 검지할 수 없으면 다른 흡입구로 추정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 바닥면 추정결과에 의거하여 상기 팬모터의 입력을 상기 풍량의 일정제어, 상기 정압의 일정제어 및 상기 팬모터의 회전속도의 일정제어로 이루어지는 적응제어에 의해 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제5항에 있어서, 상기 바닥면 추정은 초기바닥면 추정모드와 상기 적응제어시 바닥면 추정모드를 가진 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제6항에 있어서, 상기 적응제어시의 바닥면 추정모드일 때에 상기 노즐모터를 고속회전시키고, 이 노즐모터의 전류의 피크치의 변동폭을 사용하여 상기 바닥면의 종류를 추정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 입력센서의 출력치의 변동폭을 사용하여 상기 바닥면의 조유를 추정할 때에 상기 노즐모터의 상기 회전속도를 2개의 회전속도로 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제8항에 있어서, 상기 팬모터의 제1의 회전속도시에 상기 압력센서의 출력치의 제1의 변동폭을 사용하여 제1의 바닥면 추정을 행하는 동시에, 이 팬모터의 제2의 회전속도시에 이 압력센서의 출력치의 제2의 변동폭을 사용하여 제2의 바닥면 추정을 행하고, 이 제1의 변동폭과 이 제2의 변동폭과를 비교하여 이 제1 또는 제2의 바닥면 추정결과를 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 압력센서의 출력치를 사용하여 상기 필터의 눈막힘 정도를 추정하고, 이 필터의 눈막힘 정도의 추정결과에 의거하여 상기 노즐모터의 전류의 변동폭과 상기 입력센서의 출력치의 변동폭과를 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제1항에 있어서, 상기 노즐모터의 입력을 위상제어를 행하여 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제11항에 있어서, 교류전원전압의 제로크로스를 검출하고, 이 제로크로스검출결과와 상기 바닥면 판단결과에 의거하여 상기 노즐모터의 입력을 원하는 회전속도로 되도록 위상제어하여 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
먼지를 포집하는 필터와, 먼지흡입력을 발생하는 가변속의 팬모터를 구비한 진공소제기에 있어서, 상기 팬모터의 전류지령(부하전류)과 속도지령(회전속도)으로부터 상기 진공소제기의 부하상태를 나타내는 여러인자중 하나인 풍량 또는 정압을 연산하고, 이 풍량 또는 이 정압의 연산결과에 따라서 상기 팬모터의 속도지령을 결정하는 제어장치를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제13항에 있어서, 상기 팬모터의 전류지령과 속도지령으로부터 상기 진공소제기의 부하상태를 나타내는 여러 인자중 하나인 풍량을 연산하고, 이 풍량 또는 상기 진공소제기의 정압을 검출하는 정압센서의 출력결과에 따라서 상기 팬모터의 속도지령을 결정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제13항에 있어서, 상기 진공소제기의 풍량을 검출하는 풍량센서의 출력과 속도지령으로부터 상기 진공소제기의 부하상태를 나타내는 여러인자중 하나인 정압을 연산하고, 이 정압의 연산결과 또는 상기 풍량에 따라서 상기 팬모터의 속도지령을 결정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제13항에 있어서, 상기 팬모터의 직류전압과 속도지령으로부터 상기 진공소제기의 부하상태를 나타내는 여러인자중 하나인 풍량 또는 정압을 연산하고, 이 풍량 또는 이 정압의 연산결과에 따라서 상기 팬모터의 속도지령을 결정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 팬모터의 속도제어장치는 속도조절기와 전류조절기를 가지고, 이 팬모터의 회전속도와 부하전류와의 비의 연산결과에 따라서 상기 풍량을 연산하고, 이 풍량 연산치가 일정하게 되도록 속도지령을 결정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제13항에 있어서, 상기 팬모터의 속도제어장치는 속도조절기와 전류조절기를 가지고, 이팬모터의 회전속도와 부하전류와의 비의 연산결과에 따라서 상기 풍량을 연산하고, 이 풍량과 이 회전속도로부터 상기 정압을 연산하고, 이 정압연산치가 일정하게 되도록 속도지령을 결정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
진공소제기의 본체와, 이 진공소제기본체에 내장된 팬모터와, 상기 진공소제기본체에 연통하고, 또한 바닥면에 슬라이드 접하는 파워브러시흡입구와, 이 흡입구에 내장된 로터리브러시와, 이 로터리브러시를 구동하는 노즐모터와, 상기 팬모터의 회전에 따라서 먼지를 포집하는 필터로 이루어진 진공소제기에 있어서, 상기 노즐모터에 흐르는 전류의 피크치의 평균치를 검지하고, 이 검지에 따라서 상기 팬모터의 입력을 자동적으로 조정하는 입력조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
진공소제기본체와, 이 진공소제기본체에 내장된 팬모터와, 상기 진공소제기본체에 연통하고, 또한 바닥면상에 슬라이드 접하는 파워브러시흡입구와, 이 흡입구에 내장된 로터리브러시와, 이 로터리브러시를 구동하는 노즐모터와, 상기 팬모터의 회전에 따라서 상기 흡입구내에 흡입된 먼지를 포집하는 필터로 이루어진 진공소제기에 있어서, 상기 노즐모터에 흐르는 전류의 피크치의 변동폭을 검지하고, 이 검지에 따라서 상기 팬모터의 입력을 자동적으로 조정하는 입력조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제19항에 있어서, 상기 입력조정수단은 상기 노즐모터에 흐르는 전류의 피크치의 평균치를 검지하고, 이 검지에 따라서 상기 팬모터의 입력 및 상기 노즐모터의 입력을 자동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제20항에 있어서, 상기 입력조정수단은 상기 노즐모터에 흐르는 전류의 피크치의 변동폭을 검지하고, 이 검지에 따라서 상기 팬모터의 입력 및 상기 노즐모터의 입력을 자동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제19항에 있어서, 소제중 상기 로터리 브러시를 구동하는 상기 노즐모터의 전류의 피크치를 검출하고, 이어서 이 피크치의 변화로부터 바닥면의 종류를 추정하고, 추정된 바닥면에 적절한 흡입력 및 이 로터리브러시의 회전력을 얻도록 이 팬모터 및 이 노즐모터의 입력을 자동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.
제19항에 있어서, 최초에 상기 팬모터를 저속회전으로 구동하고, 이어서 상기 파워브러시흡입구 본체가 바닥면에 접촉했을 때의 이 노즐모터의 전류의 피크치의 변화로부터 소제상태로 된 것을 판단하고, 이어서 이 노즐모터에의 입력을 증가시키고, 이 노즐모터전류의 피크치의 변화로부터 바닥면의 종류를 추정하고, 이어서 추정된 바닥면에 적절한 흡입력 및 이 로터리브러시의 회전력을 얻도록 이 팬모터 및 이 노즐모터의 입력을 자동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공소제기.