JP2007029218A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 被掃除面の種類及び掃除の仕方を自動的に判断して最適な吸引力で掃除することを可能にした電気掃除機を提供する。
【解決手段】 塵埃を吸引する電動送風機２を内蔵する掃除機本体１と、吸込み具６に内蔵され、塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機８と、電動機８に供給される電流を検知する電動機電流検知部１８と、電動機電流検出部８の検知電流に基づいて電動送風機２及び電動機８に供給する電力を制御する制御手段２１，２２と、電動送風機電流検出部１８の検知電流により、電動送風機２及び電動機８の電力をそれぞれ自動的に制御させる自動運転モードが少なくとも選択される運転モード選択手段４とを備え、運転モード選択手段４が自動運転モードに選択されているとき、吸い込み具６が被掃除面に接して前後方向に操作されたときの電動機電流検出部１８の検知電流から、電動機８に流れる電流値の変動幅を演算し、その演算結果に基づいて電動送風機２及び電動機８の電力をそれぞれ制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転ブラシ（電動機付き）を内蔵した吸い込み具を有する電気掃除機に関し、特に、電動送風機及び回転ブラシの電動機の電力制御に関する。

この種の従来技術としては、例えば「…集塵用回転ブラシの駆動源として電動ノズル内に内蔵された電動ノズル用モータと、塵埃吸引用モータへの入力をコントロールする入力コントロール回路と、前記電動ノズル用モータに流れる電流を検知する電流検知部と、電流検知部の検知電流を前記入力コントロール回路の指示信号に変換するパワーコントロール指示部とを備え、前記パワーコントロール指示部は検知電流と基準電流値とを比較し、指示信号を出力する構成とし、前記入力コントロール回路は指示信号に対応した入力で塵埃吸引用モータを制御する…」ようにしたものが提案されている（例えば特許文献１）。

また、「集塵フィルター及び吸込気流を発生させるファンモータとを内蔵する掃除機本体と、該掃除機本体に接続されるホースと、該ホースに延長管を介して接続される吸口体とを有し、該吸口体には掃除面の塵埃を掻き上げる回転清掃体と、該回転清掃体を駆動するノズルモータとを有する電気掃除機であって、前記ノズルモータに流れる電流を検出する検出手段と、該検出手段に基づいて前記ファンモータを制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記吸口体を被掃除面に接して前後方向に操作したときの前記検出手段の検出値から前記ノズルモータに流れる電流値の平均値及び電流値の変動幅を演算し、該演算結果に基づいて前記ファンモータの回転数を制御する…」ようにしたものが提案されている（例えば特許文献２）。

特公平６−８５７５５号公報（請求項１） 特許２５３９５３２号公報（請求項１）

上記の特許文献１において提案されているものは、回転ブラシを駆動する電動機に流れる電流の変化から被掃除面が何であるかを検知し、その結果に基づいて電動送風機の電力を制御しており、その制御の際には、検知電流と基準電流値を比較しており、回転ブラシの電動機の電流の変化が異なる下記の点が配慮されておらず、被掃除面の判断間違えが生ずるという課題があった。
（ａ）被掃除面の変化（畳のいぐさの並び方向、絨毯の毛足の違い）
（ｂ）電動機の変化（吸い込み具の固体バラツキ、回転ブラシ駆動用ベルトのバラツキ、電動機自体の固体バラツキ、電動機の経年変化によるバラツキ、電源電圧変化）
（ｃ）環境の変化（気温の変化）
（ｄ）掃除する人の掃除の仕方による変化
（ｅ）ブラシ電流検知部の変化（電流センサーの固体バラツキ）

また、電動機の回転数を制御する回路がないので、被掃除面にあった最適な回転ブラシの回転数で掃除をすることができない。また、回転数が一定のため、回転ブラシの騒音や振動が大きい場合に回転数を変更することができない、という課題があった。

また、上記の特許文献２においては、回転ブラシを駆動する電動機に流れる電流の変化から被掃除面が何であるかを検知し、その結果に基づいて電動送風機と回転ブラシの電力を制御しているが、その電力制御においては、回転ブラシの電動機に流れる電流値の平均値及び変動幅を演算して電動送風機と回転ブラシの電動機の電力を制御しており、電流値の平均値を設定値とすると、上記（ａ）〜（ｅ）に記載された回転ブラシ電動機の電流の変化があり、上記の変化を考慮した設定値を数多く設定する必要があるという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、被掃除面の種類及び掃除の仕方を自動的に判断して最適な吸引力で掃除することを可能にした電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係る電気掃除機は、塵埃を吸引する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、吸込み具に内蔵され、塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機と、前記電動機に供給される電流を検知する電動機電流検知部と、前記電動機電流検出部の検知電流に基づいて前記電動送風機及び前記電動機に供給する電力を制御する制御手段と、前記電動送風機電流検出部の検知電流により、前記制御手段が前記電動送風機及び前記電動機の電力をそれぞれ自動的に制御させる自動運転モードが少なくとも選択される運転モード選択手段とを備え、前記制御手段は、前記運転モード選択手段が自動運転モードに選択されているとき、前記吸い込み具が被掃除面に接して前後方向に操作されたときの前記電動機電流検出部の検知電流から、前記電動機に流れる電流値の変動幅を演算し、その演算結果に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力をそれぞれ制御する。

本発明においては、電動機に流れる電流値の変動幅から被掃除面の種類や掃除する人の掃除の仕方を自動的に判別し、その判別結果に基づいて電動送風機及び電動機（回転ブラシ）の電力を自動的に制御している。このため、電気掃除機の操作性を向上させることができ、また、被掃除面及び掃除する人の掃除の仕方に応じた最適な吸い込み力を得ることができる。
また、制御手段が電動送風機の入力制御のみでなく、電動機（回転ブラシ）の電力制御を行うようにしたので回転ブラシの回転数制御が可能となり、被掃除面にあった最適なブラシ回転数で掃除をすることができる。そして、必要に応じてブラシ回転数を落とすことにより、回転ブラシの振動音、回転音が削減できる。また、回転ブラシの電力を落とすことができるので省エネルギー効果も得られる。
また、電動機に流れる電流値の変動幅のみで制御を行うので、電流変化のバラツキの影響が少なくなる為、数多くのデータ取りをする必要がなくなり、開発のスピードアップが図れる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る電気掃除機の斜視図である。電気掃除機本体１は、吸引力を発生する電動送風機２と、電動送風機２により吸引された塵埃を集塵する集塵室（図示せず）とを内蔵しており、また、前端部側にはホース３が接続されている。このホース３には運転モード選択手段４が設けられており、運転モード選択手段４は、電動送風機２の吸引力の強弱などを変化させることで、電気掃除機の運転モードを切り替えるためのスイッチを内蔵している。ホース３の運転モード選択手段４側には延長管５が接続されている。延長管５は、その先端に床面に接して被掃除面の塵埃等を吸引するための吸込み具６が取り付けられており、吸込み具６とホース３とを連通させている。吸込み具６は、被掃除面の塵埃をかきあげる回転ブラシ７と回転ブラシ７を駆動する電動機８を内蔵している。前記回転ブラシ７には被掃除面に接触し塵埃をかきあげる植毛（図示せず）がある。前記回転ブラシ７は例えばベルト（図示せず）等を介して電動機８により駆動される。

運転モード選択手段４を操作し、電動送風機２及び電動機８を駆動させることで、吸込み具６から被掃除面の塵埃はかきあげられ、塵埃は延長管５、ホース３及び電気掃除機本体１へと搬送され、前記塵埃は前記電気掃除本体１に内蔵された集塵室（図示せず）に集塵されるとともに、吸引風は電気掃除機本体１より排出される。

図２は、図１の電気掃除機の回路構成図である。本実施の形態１の電気掃除機は、電気掃除機本体１、ホース３、延長管５及び吸込み具６の４つのブロックで構成されている。図において、商用交流電源９には１５Ａ電流ヒューズ１０が直列に接続されており、この電流ヒューズ１０は、電動送風機（ファンモータ）２がロック等になった場合や回路短絡にて異常となった場合の保護装置として機能する。また、４Ａ電流ヒューズ１１が電動機（ブラシモータ）８に直列に接続されており、電動機（ブラシモータ）８がロック等になった場合や回路短絡にて異常となった場合に保護装置として機能する。商用交流電源９には電源トランス１２が接続されており、必要な電圧へ変圧してダイオードブリッジ１３に出力し、ダイオードブリッジ１３は電源トランス１２の出力を整流する。ダイオードブリッジ１３には平滑用電解コンデンサＣ１が接続されており、ダイオードブリッジ１３により整流された出力を平滑する。平滑用電解コンデンサＣ１には定電圧電源１４が接続されており、定電圧電源１４は所定の定電圧を出力する。定電圧電源１４の出力側には電解コンデンサＣ２が接続されており、この電解コンデンサＣ２は定電圧電源１４の発振を押さえる。定電圧電源１４は、制御指示部（マイクロコンピュータ）１５及び運転モード選択手段４へ例えば５Ｖ電圧を供給している。

また、電動送風機２を駆動するための本体駆動用トライアック（双方向サイリスタ、以下トライアックという）１６、及び電動機８を駆動するためのブラシ駆動用トライアック（双方向サイリスタ、以下トライアックという）１７が設けられている。電動機８には直列に安全スイッチ２０が接続されており、例えば吸込み具６が空中に持ち上げられた場合には電動機８への電力供給を遮断し、回転ブラシ７の回転を停止させる。

また、ホース３はジャバラ部（図示せず）と運転モード選択手段４で構成されており、ジャバラ部には３本のピアノ線が内蔵されている。運転モード選択手段４には、図２に示されるようにスイッチSW1〜SW4と抵抗R1〜R5が内蔵されており、本体側の回路に内蔵された抵抗R6と、スイッチSW1〜SW4を介して並列に接続されたオンR1,R2,R3,R4,R5とが直列に接続されており、スイッチSW1〜SW4のオン状態により抵抗の組み合わせが変わり、制御指示部（マイクロコンピュータ）１５の入力電圧が変化する。制御指示部１５は入力電圧に応じて運転モードを判断し、運転モード選択手段４のスイッチSW1〜SW4の状態に応じて、電動送風機（ファンモータ）２への電力制御と電動機（ブラシモータ）８の電力制御（回転数制御）を行わせる。電動送風機２に供給する電力を制御するのが第１制御回路２１であり、これは制御指示部１５及びトライアック１６から構成される。電動機８に供給する電力を制御するが第２制御回路２２であり、制御指示部１５、トライアック１７及び運転モード選択手段４から構成される。これらの第１制御回路２１及び第２制御回路２２（但し、運転モード選択手段を除く）が本発明の制御手段を構成している。

運転モード選択手段４で自動運転モードが選択された場合には、制御指示部１５は、電動機電流検知部１９の出力する電圧の変動幅を演算し、変動幅が所定値（第１の所定値）以上又は所定値（第１の所定値）未満が所定回数連続した（又は所定回数連続しその値が一致した）場合に、その態様により被掃除面の種別を判別し、被掃除面の種別に応じて第１制御回路２１のトライアック１６及び第２制御回路２２のトライアック１７をそれぞれ制御し、電動送風機２及び電送機８の電力をそれぞれ制御する。例えば変動幅が所定値（第１の所定値）以上が所定回数連続した場合（又は所定回数連続し、その値が一致している場合）には被掃除面が絨毯であると判別する。また、所定値（第１の所定値）未満が所定回数連続した場合（又は所定回数連続し、その値が一致している場合）には床であると判別する。なお、この被掃除面の判別方法の詳細は後述の実施の形態２にて説明する。

また、掃除機本体１の停止状態から、運転モード選択手段４で選択された自動運転モードで運転を開始した場合には、電動機電流検知部１９の出力電圧が安定するまでの数秒間、制御指示部１５は、電動機電流検知部１９の出力電圧は検出せず、或る一定の電力にて電動送風機２及び電動機８をそれぞれ制御する（後述の図９の処理Ｓ５参照）。また、運転モード選択手段４で選択された自動運転モードで運転中に、電動送風機２及び電動機８の電力の切り替えがあった場合には（後述の図１３の処理Ｓ６２，Ｓ６８参照）、電力が切り替わってから例えば数秒間は、切り替わった電力にて制御を行う（後述の図１３の処理Ｓ６１，Ｓ６７参照）。

また、制御指示部１５には表示手段２３及び報知手段２４が接続されており、表示手段２３は、運転モード選択手段４により選択された運転モードを表示する。報知手段２４は、運転モード選択手段４により選択された運転モードを報知する。なお、この運転モードを報知の詳細については後述の実施の形態７にて説明する。

実施の形態２．
図３は、吸込み具６を前後方向に動作させた場合に、電動機電流検知部１９が出力する電圧変化（変動幅）を表した図（電動機の電流波形図（その１））である。電動機電流検知部１９の出力電圧変化は、被掃除面の状態や掃除する人の掃除の仕方により変化する。例えば、被掃除面が絨毯の場合、吸込み具６を前進させた場合には、回転ブラシ７を押さえつけ気味に操作する為、塵埃をかきあげる植毛に負荷がかかり、電動機電流検知部１９の出力電圧は上昇する。また、吸込み具６を後進させた場合には、吸込み具７が多少浮き気味になる為、塵埃をかきあげる植毛に負荷が軽くなり、電動機電流検知部１９の出力電圧は下降する。被掃除面が絨毯の場合は、絨毯の毛足の長さによっても変化する。絨毯の毛足が長い時は、電動機電流検知部１９の出力電圧変化が大きく、絨毯の毛足が短い時は、電動機電流検知部１９の出力電圧の変化が小さくなる。被掃除面が床の場合には、吸込み具６を前後させても、植毛の接触が少なく、電動機８にかかる負荷が軽い為、電動機電流検知部１９の出力電圧の変化が小さくなる。

上記のように、電動機電流検知部１９の出力電圧の変動幅を検出することにより、床と絨毯の差別化が図れ、被清掃面を正確に判断できる。

ここで、電動機電流検知部１９の出力の変動幅の確定方法を図３により説明する。制御指示部１５が電動機電流検知部１９の出力電圧を検出して演算を行うが、出力電圧のサンプリングは、例えば商用周波数の１／２周期毎に細かくサンプリングし（50Hzで10msサンプリング）その４回分のデータを平均値として算出し（50Hzで40msサンプリング）収得データとする。そして、その収得データの３回目のデータ（50Hzで120msサンプリング）を確定データ値として変動幅のサンプリングを行う。

変動幅の確定は、確定データ値毎（120msサンプリング）にサンプリングを行い、サンプリングした今回値と前回値の差分を常に制御指示部１５が算出し、今回値と前回値との差分が正の値の時は、最大値検出を行い差分の値が正の値から負の値に変化して、例えば３回連続で負の値を検出した場合には、差分の値が正の値から負の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最大値１とする。

また、サンプリングした今回値と前回値の差分が負の値の時は、最小値検出を行い、差分の値が負の値から正の値に変化して、例えば３回連続で正の値を検出した場合には、差分の値が負の値から正の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最小値１とする。上記と同じ方法にて、確定最大値２、確定最小値２と算出する。そして、確定最大値１と確定最小値１の差分を変動幅１とし、また確定最大値２と確定最小値１の差分を変動幅２とし、更に確定最大値２と確定最小値２の差分を変動幅３として、変動幅１、２、３が所定値（第１の所定値）以上、又は所定値（第１の所定値）未満を連続して検出した場合には、制御指示部１５はその態様に応じて電動送風機２及び電動機８の電力を制御する。例えば変動幅が大きい時は、被掃除面が絨毯と判断し電動送風機２及び電動機８の電力を大きくする。また、変動幅が小さい時は、被掃除面が床と判断し、電動送風機２及び電動機８の電力を小さくする。

実施の形態３．
ところで、電動機電流検知部１９の最大値と最小値の変動幅は、掃除をする人の掃除の仕方によっても異なったものとなる。吸込み具６を長いストロークで操作する人、短いストロークで操作する人、また、吸込み具６を速いスピードで操作する人、遅いスピードで操作する人、さまざまな掃除の仕方が存在する。

上記の点を図３により説明する。確定最大値と確定最小値の確定間のサンプリング値の個数をカウントすることで、ストローク幅とストロークスピードを検出することができ、被掃除面の種類の判別だけではなく、更に掃除する人の掃除の仕方に対応した判別を行うことができ、電気掃除機の操作性も向上する。例えばストローク幅が長い人の操作では、サンプリング時間が一定であればそのサンプリング個数も多くなる。また、ストローク幅が短い人の操作では、サンプリング個数が少なくなる。このように、サンプリング個数をカウントすることにより、掃除の仕方の判別が可能となる。

実施の形態４．
また、電動機電流検知部１９の出力の確定最大値と確定最小値の確定間の時間を計測することによりストローク幅とストロークスピードが検出でき、被掃除面の種類の判別だけではなく、更に掃除する人の掃除の仕方に対応した判別を行うことができ、電気掃除機の自動制御の操作性を向上させることができる。例えばスローク幅が長い人の操作では計測時間が長くなり、ストローク幅が短い人の操作では計測時間が短くなる。上記のように、時間計測を行うことにより掃除の仕方の判別が可能となり、その掃除の仕方に応じて電動送風機２及び電動機８を制御することにより電気掃除機の操作性も向上する。

実施の形態５．
図４は電動機の電流波形図（その２）である。例えば掃除動作中に絨毯掃除から床掃除を行う時、吸込み具６を持ち上げて移動する場合や、階段掃除の時に下段の階段より上段の階段を掃除する時、吸込み具６を持ち上げて移動する場合には、吸込み具６に組み込まれている安全スイッチ２０が動作し、電動機８の回転が停止する。電動機８の回転が停止すると、電動機電流検知部１９の出力はゼロに近づき、最大値２と最小値２の差分が大きくなり（変動幅が大）、床掃除の場合にもかかわらず、絨毯掃除判断を行う可能性があった。そこで、本実施の形態５においては、変動幅が所定値（第２の所定値、第２の所定値＞第１の所定値）以上の場合は、その変動幅を確定変動幅としないことにより（データとして採用しないことにより）、誤判別を防止している。なお、図４の波形図は、最大値２が示されている状態の後に吸込み具６を持ち上げており（最大値１）、そして、その直後の吸込み具６を被掃除面に接触させている状態での電流波形が示されている。

実施の形態６．
図５は電動機の電流波形図（その３）である。運転モード選択手段４には電動機８の切／入が行えるスイッチがあり、そのスイッチで電動機８を停止した場合や、隙間ノズル等を使用する時に吸込み具６を延長管５から外した場合には、電動機８の回転は停止するため、電動機電流検知部１９の出力電圧はほぼゼロとなり変動幅の検出ができない状態となる。このように、変動幅が小さく最大値と最小値の確定ができず、サンプリング値の今回値と前回値の差分が所定値（第３の所定値、第３の所定値＜第１の所定値）以下の状態が所定期間（又は所定回数）継続した場合（又は更にその値が一致した場合）には、電動送風機２と電動機８の電力を所定の電力で、一定に保つことで電力の変動が起こらないようにしている。

実施の形態７．
図６は掃除機本体１の上部に設けられた表示手段２３の説明図である。掃除機本体１の上部に表示手段２３が設けられており、運転モード選択手段４により選択された運転モードを表示する。例えば運転モード選択手段４により、第１制御回路２１及び第２制御回路２２を自動的に制御する自動運転モードが選択されたときには、自動制御のどのモードで運転されているかを明確にする為に、自動モード制御の電力強めの場合には、点灯個所１、２、３を順番に点灯させ、自動モード制御の電力弱めの場合には、点灯個所１、２を順番に点灯させる。本実施の形態６においては、このような表示手段２３を設けたことにより、掃除をする人がどの運転モードで動作しているかを明確に把握することができ、不安感がなくなる。なお、図２の報知手段２４においても、運転モード選択手段４により選択された運転モードが報知され、掃除をする人がどの運転モードで動作しているかを把握することができ、不安感がなくなる。

実施の形態８．
図７は、運転モード選択手段４の表示部の拡大図である。SW１は、電動機８の切、入りを行うスイッチである。SW2は、手動運転の強、中、弱の切り替えを行うスイッチである。SW3は、第１制御回路２１と第２制御回路２２を自動的に制御を行うモード（自動運転モード）を選択するスイッチである。SW4は、電動送風機２と電動機８の停止を行うスイッチである。後述の実施の形態９においては、スイッチSW3を操作したときの動作を説明する。

実施の形態９．
図８は図２の制御指示部１５に含まれるタイマー等を示したブロック図である。制御指示部１５には、未検出タイマー１５ａ、確定サンプリングカウンタ１５ｂ、タイマーＡ１５ｃ、タイマーＢ１５ｄ、微小変化カウンタ１５ｅ、最小値確定カウンタ１５ｆ、最大値確定カウンタ１５ｇ、自動床確定カウンタ１５ｈ及び自動絨毯確定カウンタ１５ｉを機能的に内蔵している。なお、これらのタイマーやカウンタの役割ついては後述の図９〜図１１のフローチャートの説明の中で行うものとする。

図９〜図１２は制御指示部１５の動作を示したフローチャートであり、ここでは上記の実施の形態１〜６の処理が含まれている。

（図９の処理）
運転モード選択手段４のスイッチSW3を押下すると、自動運転モードが開始する（Ｓ１）。制御指示部１５は、スイッチSW3押下を検出して、自動絨毯運転（電動送風機電力：約600W）、電動機８のフルパワー運転（回転数：約2500r.p.m）の運転を行う（Ｓ２，Ｓ３）。この自動運転モードの開始から電動機８の安定した電流値を検出する為に、未検出タイマー１５ａよる時間計測をスタートさせ（Ｓ４）、それが例えば５秒間経過するまで、上記の処理（Ｓ２,Ｓ３）の運転状態を保持する（Ｓ５）。そして、上記の時間が経過すると未検出タイマー１５ａをクリアーする（Ｓ６）。

次に、電動機８の電流値のサンプリングを開始する（Ｓ７）。ここでは、制御指示部１５が電動機電流検知部１９の出力電圧をサンプリングするが、例えば10msの間隔でサンプリングし、その４回分のデータを平均値として算出する（40msサンプリングデータ）が、その収得データ（40msサンプリングデータ）が算出済みかを判断し（Ｓ８）、その算出が終了するまで上記の処理が繰り返される。このようにして収得データが得られると、確定サンプリングカウンタ１５ｂをインクリメントする（Ｓ９）。そして、確定サンプリングカウンタ１５ｂの３回目（120msサンプリング済み）になるまで上記の処理（Ｓ７〜Ｓ９）を繰り返す（Ｓ１０）。このようにして、確定サンプリングカウンタ１５ｂが３回目を示したことで（収得データが３個得られた）、確定サンプリングカウンタ１５ｂをクリアーし（Ｓ１１）、上記の３個目の収得データ（又は３個分の収得データの平均値）を今回値として確定する（Ｓ１２）。

次に、今回値の確定が１回目かどうかを判断する（Ｓ１３）。今回値の確定が１回目の場合は、前回値が存在しない為、今回値を前回値に更新し（Ｓ１５）、上記の処理（Ｓ７）に戻り、電動機電流値サンプリングを繰り返す。また、今回値の確定が２回目以降のときは、今回値と前回値が同じであるかどうかを判断する（Ｓ１４）。前回値と今回値が同じ時は、上記の処理（Ｓ７）に戻って電動機電流値のサンプリングを行う。

（図１０の処理）
今回値と前回値が同じで無い場合は、今回値＞前回値を判断し、サンプリング値が上昇しているか又は下降しているかの判断を行う（Ｓ１６）。今回値が前回値より大きい場合はサンプリング値が上昇しており、最小値確定STEPの処理（Ｓ１７）へ進む。また、今回値が前回値より小さい場合はサンプリング値が下降しており、最大値確定STEPの処理（Ｓ３２）へ進む（図１１）。

最小値確定STEPでは、今回値と前回値の差分（ΔVs）を算出し（Ｓ１７）、そのΔVsが、ΔVs＜所定値（第３の所定値）の条件を満たしているかどうかを判断する（Ｓ１８）。ΔVsがその条件を満たしている場合には微小変化カウンタ１５ｅをインクリメントさせる（Ｓ１９）。そして、微小変化カウンタ１５ｅのインクリメント回数を判断し（Ｓ２０）、微小変化カウンタ１５ｅが、微小変化カウンタ１５ｅの回数≧所定回数の条件を満たしている場合には、変動幅(ΔＶ)が算出できない状態であり、変動幅（ΔＶ）が微小であると判断して電力保持制御を行い（Ｓ２２）、それ以前の制御状態を維持する。これは、上記の図５の実施形態６に相当する制御である。また、微小変化カウンタ１５ｅのインクリメント回数が所定回数未満の場合は現在の処理が最小値確定STEPであるかどうか判断し（Ｓ２３）、最小値確定STEPであるときには、処理（Ｓ２４）に進み、最小値確定STEPではないとき（即ち最大値確定STEPの時）は処理（Ｓ３４）へ進む（図１１）。

上記の判断（Ｓ１８）で、ΔVsが上記の条件を満たしていないと判断された場合及び上記の判断（Ｓ２３）で最小値確定STEPであると判断されたときには、最小値が未確定であるかどうかを判断し（Ｓ２４）、最小値が既に確定している場合には上記の処理（Ｓ７）に戻る。最小値が未確定である場合には、次に、上記のΔVsが１回目であるかどうかの判断を行う（Ｓ２５）。１回目の時には前回値を最小値候補とする（Ｓ２６）。上記のΔVsが１回目ではないとき及び上記の処理（Ｓ２６）の後、最小値確定カウンタ１５ｆをインクリメントする（Ｓ２７）。そして、最小値確定カウンタ１５ｆが３回目を示しているかどうかを判断し（Ｓ２８）、３回目を示していない場合には今回値→前回値とし、前回値を今回値に置き換える（Ｓ３１）。最小値確定カウンタ１５ｆが３回目を示している場合には、最小値確定カウンタ１５ｆをクリアーし（Ｓ２９）、最小値候補を最小値として確定する（Ｓ３０）。なお、図３の最小値１確定は、上記の処理（ａ）Ｓ７〜Ｓ１３、Ｓ１５、（ｂ）Ｓ７〜Ｓ１４、Ｓ１６〜１８、Ｓ２４〜Ｓ２８、Ｓ３１、（ｃ）Ｓ７〜Ｓ１４、Ｓ１６〜１８、Ｓ２４〜Ｓ３０を経由して得られることになる。

（図１１の処理）
また、上記の判断（Ｓ１６）において今回値が前回値よりも大ではないという判断が示された場合には最大値確定STEPに進む。最大値確定STEPでは、前回値と今回値の差分（ΔVs）を算出し（Ｓ３２）、そのΔVsが、所定値（第３の所定値、第３の所定値＜第１の所定値）未満か否かを判断する（Ｓ３３）。ΔVsが所定値（第３の所定値）未満の場合には上記の処理（Ｓ１９）に移行して微小変化カウンタ１５ｅをインクリメントさせる（Ｓ１９）。上記の判断（Ｓ３３）でΔVsが所定値未満ではないと判断された場合及び上記の判断（Ｓ２３）で最小値確定STEPではないと判断されたときには、最大値が未確定であるかどうかを判断し（Ｓ３４）、最大値が既に確定している場合には上記の処理（Ｓ７）に戻る。最大値が未確定である場合には、次に、上記のΔVsが１回目であるかどうかの判断を行う（Ｓ３５）。１回目の時には前回値を最大値候補とする（Ｓ３６）。

上記のΔVsが１回目ではないとき及び上記の処理（Ｓ３６）の後、最大値確定カウンタ１５ｇをインクリメントする（Ｓ３７）。そして、最大値確定カウンタ１５ｇが３回目を示しているかどうかを判断し（Ｓ３８）、３回目を示していない場合には今回値→前回値とし、前回値を今回値に置き換える（Ｓ４１）。最大値確定カウンタ１５ｇが３回目を示している場合には、最大値確定カウンタ１５ｇをクリアーし（Ｓ３９）、最大値候補を最大値として確定する（Ｓ４０）。次に、最小値が確定済みであるかどうかを判断し（Ｓ４２）、最小値が確定していない場合には、最大値確定から最小値確定までの時間を計測するタイマーＢ１５ｄをリセットしてから計測をスタートさせる（Ｓ４４）。最小値が確定済みである場合には、最小値確定から最大値確定までの時間を計測するタイマーＡ１５ｃによる最小値確定から最大値確定までの時間（ΔＴ）を確定する（Ｓ４３）。なお、図３の最大値１確定は、（ａ）Ｓ７〜Ｓ１３、Ｓ１５、（ｂ）Ｓ７〜Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ３２〜Ｓ３８、Ｓ４１、（ｃ）Ｓ７〜Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ３２〜Ｓ４０を経由して得られることになる。

（図１２の処理）
上記の図１０の処理（Ｓ３０）の後、最大値が確定済みであるかどうかを判断し（Ｓ４５）、最大値が確定済みではない場合には、タイマーＡ１５ｃをリセットして計測をスタートさせ（Ｓ４６）、上記の処理（Ｓ７）に戻る。最大値が確定済みである場合にはタイマーＡ１５ｃによる最大値確定から最小値確定までの時間（ΔＴ）を確定する（Ｓ４７）。この処理（Ｓ４７）の後又は上記処理（Ｓ４３）の後、最大値と最小値との差である変動幅（ΔＶ）を算出する（Ｓ４８）。そして、その変動幅（ΔＶ）が正の値であるかどうかを判断し（Ｓ４９）、正の値ではない場合にはエラーであるとして最大値及び最小値をそれぞれクリアーする（Ｓ５０，Ｓ５１）。

変動幅（ΔＶ）が正の値である場合には、次に、変動幅（ΔＶ）＜リミット値（第２の所定値、第２の所定値＞第１の所定値）であるかどうかを判断し（Ｓ５２）、変動幅（ΔＶ）がリミット値以上の値を示した場合には、そのときの最大値及び最小値をそれぞれクリアーする（Ｓ５３，Ｓ５４）。これは図４の実施形態５に相当するものであり、不適切なデータを採用しないようにして、誤判別を防止するようにしている。変動幅（ΔＶ）＜リミット値である場合には、そのデータが正常であるとして、そのときの変動幅（ΔＶ）を確定する（Ｓ５５）。そして、最大値又は最小値をクリアーする（Ｓ５６）。この場合、例えば時系列に最大値と最小値を求めてから変動幅（ΔＶ）を求めた場合（Ｓ３０、Ｓ４５、Ｓ４７を経由）には最大値をクリアーし、時系列に最小値と最大値を求めてから変動幅（ΔＶ）を求めた場合（Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４３を経由）には最小値をクリアーすることになる。続いて、現在の運転が自動床運転モードで動作しているかどうかを判断する（Ｓ５７）。最初の段階では自動絨毯運転である（Ｓ２）が、後述のように運転モードを切り換えることがあるので、この判断により現行の運転モードを判断する。

（図１３の処理）
上記の判断（Ｓ５７）で、自動床運転モードではない（即ち自動絨毯運転モード）と判断された場合には、変動幅（ΔＶ）＜所定値（第１の所定値）であるかどうかを判断し（Ｓ５８）、変動幅（ΔＶ）＜所定値（第１の所定値）の条件を満たしているときには、自動床確定カウンタ１５ｈをインクリメントする（Ｓ５９）。その条件を満たしていない場合には、自動床確定カウンタ１５ｈをクリアーし（Ｓ６０）、処理（Ｓ７）に戻る。また、自動床確定カウンタ１５ｈをインクリメントした後は、自動床確定カウンタ１５ｈが３回目であるかどうかを判断し（Ｓ６１）、３回目である場合には、自動床運転モード（電動送風機電力：約４００Ｗ、電動機回転数：約２０００r.p.m）で運転する（Ｓ６２）。即ち、運転モードを自動絨毯運転モードから自動床運転モードに切り換える。そして、上記の処理（Ｓ７）に戻る。なお、ここでは、変動幅（ΔＶ）＜所定値（第１の所定値）の条件を３回連続して満たしたときに、被掃除面が床であると判断し自動床運転モードに設定しており、判断間違いが生じない。

また、上記の判断（Ｓ５７）で自動床運転モードであると判断された場合には、最大確定から最小確定までの時間又は最小確定から最大確定までの時間ΔＴが、ΔＴ＜所定時間の条件を満たしているかどうかを判断し（Ｓ６３）、その条件を満たしていない場合には、次に、変動幅（ΔＶ）が、変動幅（ΔＶ）≧所定値（第１の所定値）の条件を満たしているかどうかを判断し（Ｓ６４）、その条件を満たしているときには、自動絨毯確定カウンタ１５ｉをインクリメントする（Ｓ６５）。また、上記の条件を満たしていない場合には、自動絨毯確定カウンタ１５ｉをクリアーし（Ｓ６６）、上記の処理（Ｓ７）に戻る。自動絨毯確定カウンタ１５ｉをインクリメントした後は、自動絨毯確定カウンタ１５ｉが３回目であるかどうかを判断し（Ｓ６７）、３回目である場合には、自動絨毯運転モード（電動送風機電力：約６００Ｗ、電動機回転数：約２５００r.p.m）で運転する（Ｓ６８）。即ち、運転モードを自動絨毯運転モードから自動床運転モードに切り換える。また、上記の判断（Ｓ５３）において、時間ΔＴが上記の条件を満たしていない場合においても、自動絨毯運転モードに切り換える（Ｓ６８）。なお、ここでは、変動幅（ΔＶ）≧所定値（第１の所定値）の条件を例えば３回連続して満たしたときに、被掃除面が絨毯であると判断し自動絨毯運転モードに設定しており、判断間違いが生じない。

以上のように本実施の形態９においては、制御指示部１５は、電動機８に流れる電流値の変動幅を、吸い込み具を被掃除面に接して前後方向に操作された時の、電動機電流検知部１９の検知電流の最大値と最小値の差分により求めており、そして、その最大値と最小値については、電動機電流検知部１９の検知電流を所定の周期にてサンプリングし、サンプリングした今回値と前回値の差分が正の値の時は最大値の検出を行い、差分の値が正の値から負の値に変化して、所定回数負の値を連続検出した場合に、差分の値が正の値から負の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最大値とし、サンプリングした今回値と前回値の差分が負の値の時は、最小値の検出を行い、差分の値が負の値から正の値に変化して、所定回数正の値を連続検出した場合に、差分の値が負の値から正の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最小値とし、確定した最大値と最小値の差分を電動機８に流れる電流値の変動幅としており、電流値の変動幅を確実に且つ安定して求めることが可能になっている。

また、制御指示部１５は、電動機８に流れる電流値の変動幅がリミット値（第２の所定値）以上の場合には、当該変動幅を確定変動幅として採用しないことにより、異常なデータを排除しており、安定した制御が可能になている。

また、制御指示部１５は、最大値確定から最小値確定までの時間を算出し、その時間に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力を制御しており、このため、掃除をする人の掃除の仕方に対応し制御が可能になっている。例えば吸込具を前後する早さが早い場合には、上述のように、自動床運転モードから自動絨毯運転モードに切り換えることにより対応する（電動送風機の電力を大、電送機の回転数を高）ことができる。

本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図。 図１の電気掃除機の回路構成図。 電動機の電流波形図（その１）。 電動機の電流波形図（その２）。 電動機の電流波形図（その３）。 運転モード表示部を示す図。 運転モード選択手段の表示部拡大図。 制御指示部に含まれる機能ブロック図。 制御指示部の処理を示すフローチャート（その１）。 制御指示部の処理を示すフローチャート（その２）。 制御指示部の処理を示すフローチャート（その３）。 制御指示部の処理を示すフローチャート（その４）。 制御指示部の処理を示すフローチャート（その５）。

符号の説明

１ 電気掃除機本体、２ 電動送風機、３ ホース、４ 運転モード選択手段、５ 延長管、６ 吸い込み具、７ 回転ブラシ、８ 電動機、９ 商用交流電源、１２ 電源トランス、１３ ダイオードブリッジ、１４ 定電圧電源、１５ 制御指示部、１５ａ 未検出タイマー、１５ｂ 確定サンプリングカウンタ、１５ｅ 微小変化カウンタ、１５ｆ 最小値確定カウンタ、１５ｇ 最大値確定カウンタ、１５ｈ 自動床確定カウンタ、１５ｉ 自動絨毯確定カウンタ、１６ トライアック、１７ トライアック、１８ 電動送風機電流検知部、１９ 電動機電流検知部、２０ 安全スイッチ、２１ 第１制御回路、２２ 第２制御回路、２３ 表示手段、２４ 報知手段。

Claims (11)

1. 塵埃を吸引する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、
   吸込み具に内蔵され、塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機と、
   前記電動機に供給される電流を検知する電動機電流検知部と、
   前記電動機電流検出部の検知電流に基づいて前記電動送風機及び前記電動機に供給する電力を制御する制御手段と、
   前記電動送風機電流検出部の検知電流により、前記制御手段が前記電動送風機及び前記電動機の電力をそれぞれ自動的に制御させる自動運転モードが少なくとも選択される運転モード選択手段とを備え、
   前記制御手段は、前記運転モード選択手段が自動運転モードに選択されているとき、前記吸い込み具が被掃除面に接して前後方向に操作されたときの前記電動機電流検出部の検知電流から、前記電動機に流れる電流値の変動幅を演算し、その演算結果に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力をそれぞれ制御することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記制御手段は、前記電動機に流れる電流値の変動幅を、吸い込み具を被掃除面に接して前後方向に操作された時の、電動機電流検知部の検知電流の最大値と最小値の差分により求めることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記制御手段は、前記電動機電流検知部の検知電流を所定の周期にてサンプリングし、サンプリングした今回値と前回値の差分が正の値の時は最大値の検出を行い、差分の値が正の値から負の値に変化して、所定回数負の値を連続検出した場合に、差分の値が正の値から負の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最大値とし、サンプリングした今回値と前回値の差分が負の値の時は、最小値の検出を行い、差分の値が負の値から正の値に変化して、所定回数正の値を連続検出した場合に、差分の値が負の値から正の値に変化した先頭のサンプリング値を確定最小値とし、確定した最大値と最小値の差分を前記電動機に流れる電流値の変動幅とすることを特徴とする請求項２記載の電気掃除機。
4. 前記制御手段は、前記変動幅が第１の所定値以上の状態が所定回数連続したか又は前記第１の所定値未満の状態が所定回数連続したかどうかを判断し、その判断結果に応じて被掃除面の種類を判別し、その被掃除面床の種類に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電気掃除機。
5. 前記制御手段は、前記最大値確定と前記最小値確定の間のサンプリング回数を算出し、そのサンプリング回数に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力を制御することを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
6. 前記制御手段は、前記最大値確定から前記最小値確定までの時間を算出し、その時間に基づいて前記電動送風機及び前記電動機の電力を制御することを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
7. 前記制御手段は、電動機に流れる電流値の変動幅が第２の所定値（但し、第２の所定値＞第１の所定値）以上の場合には、当該変動幅を確定変動幅としないことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の電気掃除機。
8. 前記制御手段は、サンプリングした電流値の今回値と前回値の差分が第３の所定値（但し、第３の所定値＜第１の所定値））未満の状態が所定回数以上連続した場合には、前記電動送風機と前記電動機の電力を所定の電力にて一定に保つことを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の電気掃除機。
9. 前記運転モード選択手段が自動運転モードに選択されているとき、前記電動送風機及び前記電動機の電力の強弱を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の電気掃除機。
10. 前記表示手段は、少なくとも２個以上の点灯個所を設け、前記電動送風機及び前記電動機の電力の強弱に応じて前記点灯個所の個数を変化させることを特徴とする請求項９記載の電気掃除機。
11. 前記運転モード選択手段が自動運転モードに選択されているとき、前記電動送風機と前記電動機の電力の強弱を報知させる報知手段を設けたことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の電気掃除機。
    

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