JP4542628B2

JP4542628B2 - 電気ブラシの操作モードに依存する出力制御を有する真空掃除機

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Publication number: JP4542628B2
Application number: JP51002897A
Authority: JP
Inventors: ヨハネスアントニウスセオドラスドリーセン; ミシェールアランオーレリウススハリフ; レインクアドルフフィッセル
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: JPH10507958A; US5881430A; KR100443091B1; DE69618166D1; WO1997007728A1; CN1112897C; EP0792118A1; KR970706754A; DE69618166T2; EP0792118B1; JP2009082738A; CN1164825A

Description

【０００１】
この発明は、ハウジングと、これに収納され第１の電気モーターによって駆動できる吸込みユニットと、第２の電気モーターによって駆動できる回転自在なブラシをもつ吸込みアタッチメントと、前記第１モーターを通る電流を制御するための電気制御ユニットとを有する真空掃除機に関するものである。
【０００２】
冒頭のパラグラフで定義したタイプの真空掃除機は、ヨーロッパ特許第0458057号公報から既知である。この既知の真空掃除機は、吸込みアタッチメント内の空気圧を測定するための圧力センサーを有する。操作中に、真空掃除機のユーザーが吸込みアタッチメントを掃除すべき表面上で移動させると、吸込みアタッチメント内の空気圧が変動する。なぜならば、前記表面及び吸込みアタッチメントを介して吸込みユニットによって吸い込まれる空気は、前記表面のでこぼこによる変動抵抗に出くわすからである。吸込みアタッチメント内の圧力変動は、吸込みアタッチメントが移動する表面のタイプに依存する大きさを有する。圧力変動は、表面が例えばカーペットであるときは比較的大きく、一方、表面が例えば木製の床又はタイル床の場合のように平坦であるときは比較的小さい。既知の真空掃除機の制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の圧力センサーによって測定された圧力変動の大きさを基準として表面のタイプを検知するマイクロプロセッサーを有する。マイクロプロセッサーは、検知した表面のタイプに依存させて、吸込みユニットを駆動させる第１モーターと、ブラシを駆動させる第2モーターの双方を通る電流を制御する。この方法では、制御ユニットが、吸込みユニットの吸込み力と、ブラシの回転速度とを表面の検知したタイプに対し適合させ、その結果、真空掃除機の、クリーニング能力と、使用しやすさと、電流消費と、騒音生成との間の最適な関係が、表面の異なるタイプに対して得られる。
【０００３】
既知の真空掃除機の欠点は、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法によって、吸込みアタッチメント内の圧力変動が影響を受けることである。ユーザーが、例えばカーペット上の固定位置に吸込みアタッチメントを保持するか、又はカーペット上を比較的大きな押しつけ圧力で吸込みアタッチメントを移動させると、吸込みアタッチメント内の圧力変動は比較的小さくなり、その結果として、制御ユニットが平坦なタイプの表面であるものと検知し、カーペットに対し、最適な方法で吸込みユニットの吸込み力及びブラシの回転速度を適合しなくなるおそれがある。ユーザーが吸込みアタッチメントを平坦な床から離して移動させ、かつそれを連続して数回停滞させると、吸込みアタッチメント内の圧力変動が比較的大きくなり、その結果として、制御ユニットがカーペットであるものと検出するおそれがある。既知の真空掃除機の制御ユニットによるこのような誤解は、制御ユニットのマイクロプロセッサーに多数の補助的な制御規則を設けることによって防止することができる。しかしながら、この結果として、制御ユニットは比較的複雑になりかつ遅い。
【０００４】
この発明の目的は、冒頭の段落で定義したタイプの真空掃除機を提供することにあり、吸込みユニットを駆動させるモーターを通る電流の制御を、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法にほとんど依存させないことにより、真空掃除機の、クリーニング能力と、使用しやすさと、電流消費と、騒音生成との間の関係を改良することができる。
【０００５】
この目的のため、この発明に従う真空掃除機は、第１モーターを通る電流を、制御ユニットによってブラシの操作モードに応じて制御することができ、モードは、真空掃除機のユーザーによって選択でき、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第１限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第２限界値を超えず、そして、これら２つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第１モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、２つの限界値の少なくとも一方を決定することを特徴とする。例えば、ブラシの、停止モード、作動モード、又は回転速度のようなブラシの操作モードは、例えばスイッチによってユーザーが設定することができ、また掃除するための表面のタイプに依存してユーザーが選択することができる。制御ユニットは、例えば前記スイッチの設定によって決定される電気信号を受け取り、また、この電気信号に依存する、例えば予め決めた多数の制御プログラムから制御プログラムを選択する。ブラシを所定タイプの表面に対し最適な操作モードに設定することはユーザーにとって簡単であり、例えば前述した既知の真空掃除機で表面タイプの正確な検出をするのに必要である吸込みアタッチメントの一様な動作よりも、ユーザーによって一般に正確に行われる。制御ユニットは、そのようにユーザーによって設定されるブラシの操作モードに応じて、第１モーターを通る電流を制御し、吸込みユニットの吸込み力の制御は、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法にほとんど依存せず、その結果、大部分の場合に、吸込みユニットの吸込み力を表面のタイプによりよく適合させ、真空掃除機の、クリーニング能力、使用しやすさ、電流消費、及び騒音生成が改良させる。
【０００６】
前述及び後文において、「第１モーターを通る電流の制御又は測定」という表現は、単位時間当たりに第１モーターを流れる電気量の制御又は測定のみを意味しないことについて理解すべきである。第１モーターを通る電流を制御する方法を、第１モーターを電気的に作動させる方法に接続する。例えば、第１モーターを通る電流は、第１モーターを横切る電圧を制御することによって、又は第１モーターを横切る電流のパルス幅、即ち、第１モーターを横切る電圧の位相角を制御することによって制御することもまたできる。そのようにして、第１モーターを通る電流は、例えば第１モーターを横切る電圧を測定することによって、又は第１モーターを通る電流の前記パルス幅を測定することによって測定することもできる。
【０００７】
この発明に従う真空掃除機の実施例は、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第１限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第２限界値を超えず、そして、これら２つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第１モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、２つの限界値の少なくとも一方を決定することを特徴とする。吸込みアタッチメントを、深い毛並みのカーペット上を移動させると、カーペットを介して吸込みユニットによって導入された空気は、比較的高い抵抗に出くわし、吸込みアタッチメント内に比較的低い空気圧と比較的弱い空気流を生じる結果となる。この場合では、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧が第１限界値に対応する値を有し、空気流が第２限界値よりも小さい値を有するような方法で、第１モーターを通る電流を制御する。これは、ユーザーによって吸込みアタッチメントに作用させるべき前進力であって、吸込みアタッチメント内の空気圧が減少するときに増加する前進力を制限し、その結果、真空掃除機の使用しやすさが改良される。吸込みアタッチメントを、短い毛並みのカーペット上か、又は平坦な床上を移動させると、このカーペット又は床を介して吸込みユニットによって導入される空気は、比較的低い抵抗に出くわし、吸込みアタッチメント内の比較的高い空気圧と比較的強い空気流が生じる結果となる。この場合では、制御ユニットは、真空掃除機内の空気流が第２限界値に対応する値を有し、吸込みアタッチメント内の空気圧が第１限界値よりも大きな値を有するような方法で、第１モーターを通る電流を制御する。これは、真空掃除機内の空気流が、吸込みアタッチメントの十分なクリーニング作用にとって必要であるよりも大きな値に達するのを防止することができ、これによって、真空掃除機の電流消費及び騒音生成を制限することができる。そのうえ、これは、吸込みアタッチメントを、掃除するための表面から離して移動させるとき、第１モーターの高速度と、結果として生じる高負荷及び電力消費を防止し、この場合には、実際にはもはや吸込みアタッチメント内は部分真空ではない。制御ユニットが、ユーザーによって選択されたブラシの操作モードに依存する２つの限界値の少なくとも一方を決定するとき、吸込みアタッチメント内の空気圧又は真空掃除機内の空気流が、表面のタイプに依存してユーザーによって選択されるブラシの操作モードと自動的に適合する。ブラシの操作モードに応じて前記限界値の適当な選択によって、真空掃除機内の、クリーニング能力、使用しやすさ、電流消費、及び騒音生成が改良される。
【０００８】
この発明に従う真空掃除機の他の実施例は、制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターを通る測定された電流との関数として空気流を決定するプロセッサーを有することを特徴とする。吸込みユニットの前記吸込み圧力、第１モーターを通る電流、及び吸込みユニットを通る空気流の間の関係が、予め測定でき又は計算でき、かつ、前記吸込み圧力及び第１モーターを通る電流が比較的簡単な方法で測定できるので、空気流の比較的困難かつ信頼性の低い直接的な測定を、この実施例によって回避することができる。
【０００９】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、プロセッサーは、空気流と、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターを通る電流との間の関係を、表の形式で蓄積した電気メモリーを有することを特徴とする。前記プロセッサーに表の形式で前記関係を蓄積してあるので、空気流の値を、正確にかついかなる重要な遅れもなく読み取ることができ、その結果、制御ユニットは前記プロセッサーによって悪影響を及ぼさない応答時間を有する。
【００１０】
この発明に従う真空掃除機の更なる実施例は、制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターの測定された速度との関数として空気流を決定するプロセッサーを有することを特徴とする。吸込みユニットの前記吸込み圧力、第１モーターの速度、及び吸込みユニットを通る空気流が、予め測定することができ又は計算することができ、かつ前記吸込み圧力及び第１モーターの速度が比較的簡単な方法で測定できるので、空気流の比較的困難でかつ信頼性の低い直接的な測定を、この実施例によって回避することができる。
【００１１】
この発明に従う真空掃除機の他の実施例は、吸込みユニットの吸込み圧力は、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置した圧力センサーによって測定できることを特徴とする。吸込みユニットのためのフィルターを、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置すれば、可能な限り正確な吸込み圧力測定が、圧力センサーをフィルターと吸込みユニットとの間に配置すれば達成される。しかしながら、代案の圧力センサーは、ごみ容器とフィルターとの間に配置することができるが、この場合には、フィルターの汚損の結果として生じる圧力損失を許容することができる。
【００１２】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、第１限界値は、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードとは無関係であり、吸込みアタッチメント内の空気圧が圧力スイッチによって測定することができることを特徴とする。この実施例では、第１限界値が予め決められた一定値を有する。前記圧力スイッチは、簡単な構成からなり、第１限界値の前記一定値に設定される。吸込みアタッチメント内の空気圧が第１限界値よりも大きいならば、例えば圧力スイッチを作動させ、圧力スイッチが作動状態に対応する電気信号を供給する。吸込みアタッチメント内の圧力が第１限界値よりも小さいならば、圧力スイッチを停止し、圧力スイッチは停止状態に対応する電気信号を供給する。
【００１３】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、吸込みアタッチメント内の空気圧は、吸込みアタッチメントとハウジングとの間に配置することができるホースをハウジングに連結することができる連結部材の近くに配置した圧力センサーによって測定することができることを特徴とする。吸込みホース内の空気流によって出くわす抵抗が、掃除するための表面及び吸込みアタッチメント内を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に対して小さいとき、前記連結部材の近くで優勢である空気圧は吸込みアタッチメント内の空気圧にほぼ対応する。圧力センサーを前記連結部材の近くに配置したので、吸込みアタッチメントとハウジングとの間の圧力センサーのための電気的接続は回避される。
【００１４】
この発明は、以下で図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すこの発明に従う真空掃除機は、多数の車輪３をもつハウジング１を有し、これらの車輪３によって、ハウジング１は掃除するための表面５上を移動することができる。さらに、真空掃除機は、吸込み管９に回動自在に連結された吸込みアタッチメント７を有する。吸込み管９はハンドル１１に連結され、ハンドル１１は吸込みホース１３及び連結部材１５を介してハウジング１に連結される。ハウジング１内のダクト１７は交換可能なごみ容器１９と境界をなす。ハウジング１内の他のダクト２１は、ごみ容器１９を吸込みユニット２３に接続し、この吸込みユニット２３は、ハウジング１内に収納した第１の電気モーター２５によって駆動することができる。フィルター２７を他のダクト２１内に配置する。操作中、吸込みユニット２３は、吸込みアタッチメント７と、吸込み管９と、吸込みホース１３と、ダクト１７と、ごみ容器１９と、他のダクト２１とによって形成される空気チャネル２９内に部分真空を発生させ、この結果として、空気流が空気チャネル２９内に生成し、掃除するための表面５上に存在するごみやほこり粒子を拾い上げ、そしてごみ容器１９内に集められる。フィルター２７は、ごみ容器１９が不正確に取り付けられ又は損傷を受けている場合に、ごみやほこり粒子が吸込みユニット２３に入るのを防止するのに役立つ。
【００１６】
吸込みアタッチメント７は、図２に詳細に示しており、ハウジング３１を有し、このハウジング３１内で、真空チャンバー３３が吸込み開口部３５に末端をなして位置するハウジング３１を有する。真空チャンバー３３は、ダクト３７を介して連結部材３９に接続され、連結部材３９によって吸込みアタッチメント７を吸込み管９に連結することができる。図２は真空チャンバー３３内に位置する円筒状のブラシ４１を示しており、ブラシは吸込み開口部３５と平行に延在し、ハウジング３１内に回転可能に取り付けられる。ブラシ４１は、ベルト４３を介して第２の電気モーター４５によって駆動することができ、第２モーターは真空チャンバー３３の外側のハウジング３１内に収納される。
【００１７】
図１に示すように、ハンドル１１上にスイッチ４７を配置し、これによって真空掃除機のユーザーはブラシ４１の操作モードを開始することができる。スイッチ４７は、少なくとも、ブラシ４１を停止させる第１位置と、ブラシ４１を作動させる第２位置とを有するが、代案の実施例として、ブラシ４１の相互に異なる回転速度に対応する２つの位置よりも多くすることもできる。ブラシ４１はカーペットを掃除するのに使用すべきである。作動するブラシ４１は、ごみやほこり粒子をカーペットから外にブラシをかけ、その後、前記粒子は真空チャンバー３３及び空気チャネル２９内の空気流によってごみ容器１９に運ばれる。そのようにして、ブラシ４１は主にカーペット上のクリーニング機能を有し、真空チャンバー３３内の空気流は主に輸送機能を有する。平坦な床上では作動するブラシ４１はほとんど又は全く効果がないので、ブラシは平坦な床上では停止させるべきである。従って、平坦な床に対しては、真空チャンバー３３内の空気流が掃除機能と輸送機能の双方を有する。スイッチ４７が２つの位置のみを有するならば、それ故に、ユーザーはカーペットを掃除するにはブラシ４１を作動させ、かつ、平坦な床を掃除するにはブラシを停止させるべきである。前述した代案の実施例でカーペットを掃除するには、ユーザーはまた、カーペットの関連したタイプに対し、ブラシ４１の最適な回転速度を選択すべきである。例えば深い毛並みのカーペットに対しては比較的高速な回転速度を選択し、また短い毛並みのカーペットに対しては比較的低速な回転速度を選択する。ハンドル１１上のスイッチ４７がユーザーにとってたやすく利用できる位置にあるので、ユーザーが表面５のタイプに対してブラシ４１の最適な操作モードを選択することが容易であり、その結果として、ユーザーはほとんどの場合に、スイッチ４７を正確に動かすことができる。
【００１８】
吸込みユニット２３によって吸込みアタッチメント７の真空チャンバー３３内に発生する部分真空及び空気流は、掃除をするための表面５及び吸込み開口部３５の端縁を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に依存する数値を有する。図３は、吸込みユニット２３の第１モーター２５をその最高出力又は最高速度で作動させるときの、真空チャンバー３３内の部分真空ΔＨと、真空チャンバー３３内の空気流Ｑとの関係を表した曲線Ｐ_MAXをもつΔＨ−Ｑ図を示したものである。曲線Ｐ_MAX上の点Ｐ₁は、空気流に対し比較的高い抵抗の場合に発生する作動点であり、例えば深い毛並みのカーペットのクリーニング中に発生する。作動点Ｐ₁で発生する部分真空ΔＨ₁は比較的高く、一方、空気流Ｑ₁は比較的弱い。曲線Ｐ_MAX上の点Ｐ₂は空気流に対し比較的低い抵抗の場合に発生する作動点であり、例えば平坦な床のクリーニング中に発生する。作動点Ｐ₂に発生する部分真空ΔＨ₂は比較的低く、一方、空気流Ｑ₂は比較的強い。曲線Ｐ_MAX上の点Ｐ₃は点Ｐ₁及びＰ₂間の作動点を表し、空気流に対する抵抗が中間であるときの、例えば短い毛並みのカーペットのクリーニング中に発生する。図3は、吸込みユニット２３の第1モーター２５をその最低出力又は最低速度で作動させるときの、真空チャンバー３３内の部分真空ΔＨと、真空チャンバー３３内の空気流Ｑとの関係を表した曲線Ｐ_MINも示してある。第1モーター２５によって伝達される出力を、最高出力Ｐ_MAXから最低出力Ｐ_MINまで減少させると、作動点Ｐ₁は図３に示す曲線Ｒ_Hに沿って曲線Ｐ_MIN上の点Ｐ₁′まで移動する。曲線Ｒ_Hは一定の比較的高い空気流抵抗に対応する。同様に第1モーター２５によって伝達される出力を減少させると、作動点Ｐ₂及びＰ₃はそれぞれ曲線Ｒ_L及び曲線Ｒ_Mに沿って曲線Ｐ_MIN上の点Ｐ₂′及びＰ₃′に移動する。曲線Ｒ_L及びＲ_Mはそれぞれ比較的低い空気流抵抗及び中間の抵抗に対応する。
【００１９】
さらに図１に示すように、真空掃除機は制御ユニット４９を有し、これによって第１モーター２５を通る電流を制御することができる。真空掃除機のハウジング１に収納された制御ユニット４９を図４に線図的に示す。制御ユニット４９は、吸込みアタッチメント７の真空チャンバー３３内の空気圧Ｈが一定の第１限界値Ｈ_MIN以下には減少せず、吸込みアタッチメント７の真空チャンバー３３内の空気流Ｑが一定の第２限界値Ｑ_MAXを超えず、そして、真空チャンバー33内の２個の限界値Ｈ_MIN及びＱ_MAXの少なくとも一方にほとんど達するような方法で、第１モーター２５を通る電流を制御する。制御ユニット４９は、限界値Ｈ_MIN及びＱ_MAXの少なくとも1方を、スイッチ47を介してユーザーによって設定されるブラシ41の操作モードに応じて決定する。図１〜４に示すこの発明に従う真空掃除機の実施例では、真空チャンバー33内の部分真空ΔＨに対する限界値ΔＨ_MAXに対応する第１限界値Ｈ_MINは、ブラシ４１が設定された操作モードとは無関係であり、一方、第２限界値Ｑ_MAXは、ブラシ４１が停止していた場合には第１の一定値Ｑ_MAX,1を有し、ブラシ４１が作動していた場合には第２の一定値Ｑ_MAX,2を有し、Ｑ_MAX,1はＱ_MAX,2よりも大きい。
【００２０】
図３のΔＨ−Ｑ図は、制御ユニット４９の上記制御法を説明する。空気流抵抗が、例えば深い毛並みのカーペットのように比較的高いと、真空チャンバー３３内の部分真空ΔＨが、上述した制御法による第１限界値Ｈ_MINに対応する限界値ΔＨ_MAXに達する。そのとき、空気流は第2限界値Ｑ_MAX,2以下のままである。抵抗が、例えば曲線Ｒ_H（深い毛並みのカーペット）に従う抵抗に対応するならば、図３に示す直線ΔＨ_MAX上の作動点Ｐ₁″に達する。抵抗が増加すると、作動点は直線ΔＨ_MAXに沿って左側方向に移動し、第1モーター25によって伝達される出力及び空気流Ｑが減少し、また、抵抗が減少すると、作動点が直線ΔＨ_MAXに沿って右側方向に移動し、第1モーター25によって伝達される出力及び空気流Ｑが増加する。真空チャンバー３３内の部分真空ΔＨは、比較的高い空気流抵抗に制限されるので、吸込みアタッチメント７を深い毛並みのカーペット上で移動させるため、ユーザーによって作用させるための前進力が制限されることで達成され、結果として真空掃除機の使用しやすさが改良される。このことは、前記前進力が、カーペット及び吸込みアタッチメント７間の摩擦係数と、カーペット及び吸込みアタッチメント７間の垂直力との積によって決定されるためであり、この垂直力は、前記部分真空ΔＨと、吸込みアタッチメント７の吸込み開口部３５の面積との積である成分を有する。前記成分は真空チャンバー３３内の部分真空ΔＨを制限することによって制限される。
【００２１】
空気流抵抗が、例えば平坦な床とか短い毛並みのカーペット上のように比較的低いか又は平均的であれば、真空チャンバー３３内の空気流は上述した制御法によるブラシ４１の設定に依存して、第２限界値Ｑ_MAX,1又はＱ_MAX,2に達する。そのとき、真空チャンバー３３内の空気圧は上記第１の限界値Ｈ_MINのままであり、その結果として部分真空は限界値ΔＨ_MAX以下のままである。抵抗を、例えば図３（平坦な床）の曲線Ｒ_Lに従う抵抗に対応させ、ユーザーが結果としてブラシ４１を停止させると、作動点Ｐ₂″は直線Ｑ_MAX,1上に達する。抵抗が増加すると、作動点は直線Ｑ_MAX,1に沿って上方に移動し、第１モーター２５によって伝達した出力及び真空チャンバー内の部分真空ΔＨが増加し、また、抵抗が減少すると、作動点は直線Ｑ_MAX,1に沿って下方に移動し、第１モーター２５によって伝達した出力及び真空チャンバー内の部分真空ΔＨが減少する。抵抗が曲線Ｒ_M（短い毛並みのカーペット）による抵抗に対応し、かつユーザーが結果としてブラシ４１を作動させたならば、図３に示す直線Ｑ_MAX,2上の作動点Ｐ₃″に達する。限界値Ｑ_MAX,2は限界値Ｑ_MAX,1よりも小さいので、ブラシ４１を短い毛並みのカーペットのクリーニング中にユーザーによって作動させたときに空気流が制限させる。前述したように、この場合の空気流は、単なる輸送機能のみを有し、その結果として、空気流の制限は真空掃除機のクリーニング能力に不利には作用しない。従って、ブラシ４１の作動状態における真空掃除機の、電流消費とノイズ生成が減少する。吸込みアタッチメント７を掃除するための表面５から離して移動させると、真空チャンバー３３内の部分真空はほとんど完全に消失する。この場合もまた、空気流がブラシ４１の選択した操作モードに依存して、第２限界値Ｑ_MAX,1又はＱ_MAX,2に対し上記制御法によって制限される。この方法では、吸込みアタッチメント７を掃除するための表面５から離して移動させると、第１モーター２５の速度、真空掃除機の電流消費及び騒音生成が制限される。
【００２２】
上述した制御法を実行するため、図４に示すような制御ユニット４９はフィードバック制御ループを有する。制御ユニット４９は電気信号ｕ_Iを供給するための電気出力５１を有し、電気信号ｕ_Iは第１モーター２５を通る所望の電流に対応する。電気信号ｕ_Iの性質は、モーター２５が動力を供給する方法に依存する。図面に示すこの発明に従う真空掃除機の実施例は、それ自体が既知である慣習上のトライアック回路を有し、その回路によってモーター２５が動力を供給し、信号ｕ_Iは、モーター２５を通る電流の所望のパルス幅、即ち、トライアック回路がモーター２５を通って電流を中断すべきであるモーター２５を横切った電圧の位相角φ_Tに対応する。他の実施例では、モーター２５が二者択一的な方法で動力を供給することもまた可能であり、信号ｕ_Iは、例えばモーター２５を通る所望電流の大きさ、又はモーター２５を横切る所望電圧の大きさに対応する。
【００２３】
さらに図４に示されているように、制御ユニット４９は、電気信号ｕ_SMを受け取るための第1電気入力53を有し、電気信号ｕ_SMは、ユーザーによって選択されたブラシ４１の操作モードに対応する。電気信号ｕ_SMは、例えば図示しない位置センサーによって供給され、それによってスイッチ４７の位置を測定することができる。スイッチ４７の位置の代わりに、例えば第２モーター４５を通る電流、又はブラシ４１の速度を測定することもまた可能であり、この場合、信号ｕ_SMは、第２モーター４５を通る測定電流、又はブラシ４１の測定速度に対応する。さらに、制御ユニット４９は、信号ｕ_SMを受け取るための電気入力５７と、電気信号ｕ_HMINを供給するための第1の電気出力５９と、電気信号ｕ_QMAXを供給するための第２電気出力６１とをもつ第１のマイクロプロセッサー５５を有する。信号ｕ_HMINは、真空チャンバー３３内の空気圧の所望の第１限界値Ｈ_MINに対応し、信号ｕ_QMAXは、真空チャンバー３３内の空気流の所望の第２限界値Ｑ_MAXに対応する。第１のマイクロプロセッサー５５は、信号ｕ_HMIN及びｕ_QMAXを前述した制御法による信号ｕ_SMの関数として決定する。
【００２４】
制御ユニット４９は、さらに電気信号ｕ_HMを受け取るための第２電気入力６３を有し、電気信号ｕ_HMは、真空チャンバー３３内の測定した空気圧に対応する。信号ｕ_HMは、図１に線図的に示されおり、それ自体が既知の慣習上の第１圧力センサー６５によって供給され、センサーは空気チャネル２９内に連結部材１５の近くに配置する。連結部材１５近くの第１圧力センサー６５によって測定した空気圧は、ほぼ真空チャンバー３３内の空気圧に対応し、そのため、吸込み管９及び吸込みホース１３内の空気流によって出くわす抵抗は、掃除するための表面５及び吸込みアタッチメント７の吸込み開口部３５の端縁を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に対して低い。制御ユニット４９は、信号ｕ_HMINを受け取るための第１電気入力６９と、信号ｕ_HMを受け取るための第２電気入力７１と、信号ｕ_HM及び信号ｕ_HMIN間の差ｕ_HM−ｕ_HMINに対応する電気差信号ｕ_DHを供給するための電気出力７３とをもつ第１コンパレーター６７を有する。
【００２５】
さらに図４に示すように、制御ユニット４９は電気ｕ_IMを受け取るための第3電気入力７５と、電気信号ｕ_HSMを受け取るための第4電気入力77とを有する。信号ｕ_IMは、第１モーター２５を通るいわゆる測定電流に対応し、また、信号ｕ_HSMは、吸込みユニット２３の吸込み圧力Ｈ_S、即ち、吸込みユニット２３の上流及びその付近で測定した空気チャネル２９内の空気圧に対応する。信号ｕ_Iの性質ばかりでなく信号ｕ_IMの性質は、モーター２５が動力を供給する方法に依存する。図面に示されるこの発明に従う真空掃除機の実施例では、信号ｕ_IMが例えばモーター２５を横切る測定した電圧の位相角φ_Tに対応し、前記トライアック回路がモーター25を通る電流を中断する。信号ｕ_HSMは、図1に線図的にのみ示され、フィルター２７と吸込みユニット２３間の空気チャネル２９内に配置された第2圧力センサー７９によって供給される。この第２圧力センサー７９の配置によって、吸込みユニット２３の前記吸込み圧力Ｈ_Sの測定の最高精度を提供する。しかしながら、この発明に従う真空掃除機の代案の実施例では、第2圧力センサー７９′がごみ容器１９とフィルター２７との間に配置することもできる。この第２圧力センサー７９′の配置はまた、フィルター２７が汚れていないならば、吸込み圧力Ｈ_Sの正確な測定を提供する。空気チャネル２９の構造上の細部に依存して、ごみ容器１９とフィルター２７間の第２圧力センサー７９′の配置は、フィルター２７と吸込みユニット２３間の第２の圧力センサー７９の配置よりも構造上簡単にすることができる。
【００２６】
さらに図４に示すように、制御ユニット４９は、信号ｕ_IMを受け取るための第１電気入力８３と、信号ｕ_HSMを受け取るための第２電気入力８５と、空気チャネル２９内で間接的に測定した空気流に対応する電気信号ｕ_QMを供給するための電気出力８７とをもつマイクロプロセッサー８１を有する。第２のマイクロプロセッサー８１は、空気チャネル２９内の空気流Ｑと、吸込みユニット２３の吸込み圧力Ｈ_Sと、及びモーター２５を通る電流との間の関係、即ち、前記トライアック回路の位相角φ_Tを表の形式で蓄積した電気メモリーを有する。吸込みユニット２３のための前記関係は、吸込みユニット２３の物理的モデルによって以前から測定され又は計算されていた。前記電気メモリーを有するマイクロプロセッサー８１の使用によって、空気流Ｑの大きさを、モーター２５を通る測定電流及び吸込みユニット２３の測定吸込み圧力Ｈ_Sの関数として、正確な方法及びいかなる重要な遅れもなく、メモリーを読みだすことができ、その結果、真空掃除機内及び真空チャンバー３３内の空気流Ｑの大きさを、吸込み圧力Ｈ_S及び位相角φ_Tの比較的簡単かつ信頼性の高い測定によって間接的に測定できる。この方法では、空気流の比較的複雑かつ信頼性の低い直接的な測定が回避できる。この発明に従う真空掃除機の代案の実施例では、第2マイクロプロセッサー８１の代わりに、代案のマイクロプロセッサーを使用することができることに注目すべきであり、このマイクロプロセッサーは、吸込みユニット２３を通る空気流Ｑ、吸込みユニット２３の吸込み圧力Ｈ_S、及び吸込みユニット２３又は第１モーター２５の速度間の関係を表の形式で蓄積した電気メモリーを有している。信号ｕ_IMの代わりに、代案のマイクロプロセッサーが吸込みユニット２３の第１モーター２５の測定した速度に対応する電気信号ｕ_NMを受け取る。吸込みユニット２３を通る空気流、吸込みユニット２３の吸込み圧力Ｈ_S、及び吸込みユニット２３の速度の間の関係を予め測定し又は計算することができ、その上、位相角φ_Tばかりでなく、第１モーター２５又は吸込みユニット２３の速度は、簡単かつ信頼性の高い状態で測定することができるので、真空掃除機及び真空チャンバー３３を通る空気流Ｑの信頼性が低くかつ複雑な直接的な測定はまた、代案のマイクロプロセッサーの使用によって回避される。
【００２７】
制御ユニット４９は、信号ｕ_QMAXを受け取るための第１電気入力９１と、信号ｕ_QMを受け取るための第２電気入力９３と、信号ｕ_QM及びｕ_QMAX間の差ｕ_QMAX−ｕ_QMに対応する電気差信号ｕ_DQを供給するための電気出力９５とをもつ第２コンパレーター８９を有する。さらに、制御ユニット４９は、前記差信号ｕ_DHを受け取るための第１電気入力９９と、前記差信号ｕ_DQを受け取るための第２電気入力１０１と、既に上述した信号ｕ_Iを供給するための電気出力１０３とをもつ第３マイクロプロセッサー９７を有する。第３マイクロプロセッサー９７は、２つの差信号ｕ_DH及びｕ_DQが負にならずかつ差信号ｕ_DH及びｕ_DQの少なくとも一方が零になるような方法で信号ｕ_Iを決定する制御アルゴリズムをロードしたものである。この方法では、上述した制御法に従い、真空チャンバー３３内の測定空気圧は第１限界値Ｈ_MINよりも小さくなく、かつ真空チャンバー３３内の空気流は第２限界値Ｑ_MAXを超えず、そして、２つの限界値Ｈ_MIN，Ｑ_MAXの少なくとも１方に達することで達成される。
【００２８】
上述した発明に従う真空掃除機の実施例では、第１限界値Ｈ_MINがブラシ４１の選択した操作モードには依存しないので、第１圧力センサー６５の代わりにそれ自体が既知の比較的簡単な慣習上の圧力スイッチを使用することもまた可能である。そのような圧力スイッチは、例えば連結部材１５近くの空気圧が第１限界値Ｈ_MINを超えると作動し、かつ連結部材１５近くの空気圧が第１限界値Ｈ_MINよりも小さければ停止する。そのような圧力スイッチを第１限界値Ｈ_MINに使用しかつ設定すれば、第１マイクロプロセッサー５５は信号ｕ_HMINを供給する必要がなく、かつ第１のコンパレーター６７を不要にすることができる。その後、第３マイクロプロセッサー９７の第１電気入力９９は、圧力スイッチから直接的に圧力スイッチの作動又は停止状態に対応する電気信号を受け取る。これによって制御ユニット４９を簡素化する。
【００２９】
吸込みアタッチメント７の真空チャンバー３３内の空気圧Ｈ又は空気流Ｑは、ゴミ容器１９内に存在するごみやほこりの量に依存せずに制御ユニット４９によって設定されることに注目すべきである。この結果として、ごみ容器１９内に存在するごみやほこりによって空気流に現れた抵抗を、第１モーター２５によって生じる出力の増加によって自動的に補償する。この方法では、真空掃除機のクリーニング能力はごみ容器１９の充填の程度には実質的に依存しない。
【００３０】
前述したこの発明に従う真空掃除機は、吸込みユニット２３を収納する車輪付きハウジング１に吸込みホース１３を介して連結する吸込みアタッチメント７を有するキャニスタータイプの真空掃除機と呼ばれるタイプのものである。この発明はまた、例えば、吸込みアタッチメント及び吸込みユニットをもつハウジングが互いに直接的に連結され、又は通常のフレームに固定された直立型真空掃除機と呼ばれるもののような他のタイプの真空掃除機に適用することもできることに注目すべきである。
【００３１】
さらに、上述した制御法の代わりに、ブラシがユーザーによって設定された操作モードに依存する他の制御法を使用することが可能であることに注目すべきである。例えば、第１限界値Ｈ_MIN及び第２限界値Ｑ_MAXは、ブラシの選択された操作モードに依存する値を有することができる。ブラシが、例えば異なった速度のような、２つの選択可能な操作モードよりも多い操作モードを有するならば、各操作モードに対する第１限界値Ｈ_MIN又は第２限界値Ｑ_MAXのための別の値を設定することはこの発明に従い可能である。この発明によれば、第１限界値Ｈ_MINは、ブラシの選択した操作モードばかりでなく、例えば空気流Ｑのような他のパラメーターにも依存させることができ、また、第２限界値Ｑ_MAXは、ブラシの選択した操作モードばかりでなく、例えば吸込みアタッチメントの真空チャンバー内の空気圧のような他のパラメーターにも依存させることもできる。しかしながら、この発明に従って、他のいわゆる流れ特性、即ち、ブラシの選択した操作モードに依存する吸込みアタッチメント内の空気圧と空気流との間の関係を使用することもまた可能である。
【００３２】
そのうえ、電気メモリーを有する第２マイクロプロセッサー８１の代わりに、空気流Ｑ、吸込み圧力Ｈ_S、及び吸込みユニット２３の位相角φ_T及び速度との間の代数的な関係をロードしたマイクロプロセッサーを使用することもまた可能であることに注目すべきである。そのとき、空気流Ｑは、測定した吸込み圧力及び測定した位相角又は測定した速度の関数として計算される。
【００３３】
最後に、制御ユニット４９の代わりに、例えば、デジタル制御ユニット、又はファジィ論理学制御則と呼ばれる制御則のように、それ自体が既知の慣習上の制御原理に基づいた他の制御ユニットを使用することもまた可能であることに注目すべきである。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う真空掃除機を線図的に示した図である。
【図２】図１で示した真空掃除機の吸込みアタッチメントを示す図である。
【図３】図２に示す吸込みアタッチメント内の部分真空と空気流との間の関係を説明した図である。
【図４】図１に示す真空掃除機の制御ユニットを線図的に示した図である。

Claims

ハウジングと、これに収納され第１の電気モーターによって駆動できる吸込みユニットと、第２の電気モーターによって駆動できる回転自在なブラシをもつ吸込みアタッチメントと、前記第１モーターを通る電流を制御するための電気制御ユニットとを有する真空掃除機において、
第１モーターを通る電流を、前記制御ユニットによってブラシの操作モードに応じて制御することができ、前記操作モードは、真空掃除機のユーザーによって選択でき、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第１限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第２限界値を超えず、そして、これら２つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第１モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、これら２つの限界値の少なくとも一方を決定し、第２限界値は、ブラシを停止させたときは第１の数値を有し、また、ブラシを作動させたときは第２の数値を有し、第１の数値が第２の数値よりも大きいことを特徴とする真空掃除機。
制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターを通る測定された電流との関数として空気流を決定するプロセッサーを有する請求項１記載の真空掃除機。
プロセッサーは、空気流と、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターを通る電流との間の関係を、表の形式で蓄積した電気メモリーを有する請求項２記載の真空掃除機。
制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第１モーターの測定された速度との関数として空気流を決定するプロセッサーを有する請求項１記載の真空掃除機。
吸込みユニットの吸込み圧力は、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置した圧力センサーによって測定できる請求項２、３又は４記載の真空掃除機。
第１限界値は、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードとは無関係であり、吸込みアタッチメント内の空気圧が圧力スイッチによって測定することができる請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空掃除機。
吸込みアタッチメント内の空気圧は、吸込みアタッチメントとハウジングとの間に配置することができるホースをハウジングに連結することができる連結部材の近くに配置した圧力センサーによって測定することができる請求項１〜６のいずれか１項記載の真空掃除機。