(57)【要約】【課題】  電源電圧の変動に合わせた領域遷移位相角を設定することにより、ゴミ量満杯表示のバラツキを緩和できる電気掃除機を提供することを目的とする。【解決手段】  電動送風機６に印加される電圧の位相角を制御して入力電流を制御する位相角制御手段１３は、予め設定された初期位相角で電動送風機を駆動したとき、演算手段１２によって比較された電流検出手段４の検出電流と領域毎に存在する目標とする入力電力を得るための特性として予め求められた位相角−目標電流特性に基づく目標電流との差に基づいて電動送風機の電流が前記目標電流に近づくように位相角を増加又は減少させ、目標電流が遷移させるための領域に達したとき、位相角決定手段１５が算出した電圧に基づく遷移位相角で位相角制御するようにしたものである。【選択図】        図１
2006055313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を電力源として吸引力を発生する電動送風機と、
前記電動送風機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電動送風機に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電動送風機に印加される電圧の位相角を制御して入力電流を制御する位相角制御手段と、
複数に分割された領域の各領域毎に存在する、目標とする入力電力を得るための特性として予め求められた位相角−目標電流特性に基づき、前記位相角制御手段の位相角に対応する目標電流を求め、前記電流検出手段の検出電流と前記目標電流とを比較する演算手段と、
遷移する領域の遷移位相角を前記位相角−目標電流特性に基づき、前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて算出する位相角決定手段とを備え、
前記位相角制御手段は、予め設定された初期位相角で前記電動送風機を駆動したとき、前記演算手段によって比較された前記電流検出手段の検出電流と前記目標電流との差に基づいて前記電動送風機の電流が前記目標電流に近づくように位相角を増加又は減少させ、前記目標電流が遷移させるための領域に達したとき、前記位相角決定手段が算出した電圧に基づく遷移位相角で位相角制御するようにしたことを特徴とする電気掃除機の制御装置。
【請求項２】
前記複数の領域は、ゴミ量ゼロに対応する領域１及び吸い込み仕事率最大点に対応する領域２を含み、前記位相角−目標電流特性は、前記各領域においてそれぞれ目標とされた入力電力一定制御を実現するための特性であることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機の制御装置。
【請求項３】
前記位相角決定手段が算出する領域２への遷移位相角は、前記電圧検出手段が検出した電圧が基準電圧より低いときは該基準電圧の遷移位相角よりも小さく、前記電圧検出手段が検出した電圧が基準電圧より高いときは該基準電圧の遷移位相角よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機の制御装置。
【請求項４】
前記位相角決定手段が算出する領域２への遷移位相角は、前記電圧検出手段が検出した電圧が基準電圧近傍では該基準電圧の遷移位相角とすることを特徴とする請求項３記載の電気掃除機の制御装置。
【請求項５】
前記位相角決定手段が算出した領域２への遷移位相角に対し、遷移させる直前の前記領域１から遷移させる前記領域２まで段階的に変化させるように設定して前記位相各制御手段に指示するステップ入力制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電気掃除機の制御装置。
【請求項６】
前記演算手段は前記領域２においては、前記電圧検出手段が検出した電圧が基準電圧より高いときは該基準電圧に相当する前記位相角−目標電流特性に基づいて算出した位相角を固定位相角として算出して前記位相角制御手段に入力し、前記電圧検出手段が検出した電圧が基準電圧より低いときは位相角０を設定して前記位相角制御手段に入力するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気掃除機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に係わり、さらに詳しくは、例えば電動送風機の製作公差等が大きく生じていても電動送風機の電流検出と位相制御により、電動送風機の入力電力を高精度に制御し、また、商用電源の電圧変化があっても電動送風機の入力電力を高精度に制御する電気掃除機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の電気掃除機は、例えば、各領域において目標とする入力電力を得るための特性として予め求められた位相角−目標電流特性に基づいて、位相角制御手段の位相角に対応した目標電流を複数求め、この複数の目標電流のうち、予め求められた関係に基づいて位相角の属する領域に対応した目標電流を選択し、電流検出手段の検出電流とその目標電流とを比較する演算手段と、演算手段の比較結果に基づき位相角を増加又は減少させて、電流検出手段の検出電流と前記の目標電流とが一致するように位相角制御を行い、どの領域においても目標とする入力電力になるように制御する位相角制御手段とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の従来の電気掃除機としては、電流センサの検出電流をレベル信号に変換する電流検出手段と、電源電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段の出力に基づいて電動送風機の入力を制御する位相制御手段とを備え、その位相制御手段は電流検出手段のレベル信号が一定になるように点孤位相角を増減して、電動送風機の入力を一定に保つようにし、さらに、予め求めた入力と点孤位相角及び電源電圧との関係を用いて、前記のレベル信号を一定に制御しているときの電動送風機の点孤位相角から電源電圧を間接的に求め、この求めた電源電圧から電流検出手段の出力を一定に制御する信号レベルの判定値を可変するようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８７１８９号公報（第３頁−６頁、図１−図７）
【０００５】
【特許文献２】特開平７−２１３４６８号公報（第３頁−４頁、図１、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の電気掃除機は、領域１から領域２へ移行する境目が固定値となっているため、仮に電動送風機の入力電力公差が大きいものの場合においても目標とする入力電力になるように制御することは可能である。また入力電力公差が小さいものに関しても目標とする入力電力になるように制御することは可能である。
しかしながら、この電気掃除機は、電源電圧変動に対する考慮がされていなかった。このため、電源電圧が100Vより小さい場合において、領域１から領域２へと遷移してしまったときに、想定したゴミ量満杯表示風量よりも大きい風量にて、ゴミが満杯状態でないのにすぐに満杯表示が行われてしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の電気掃除機は、電動送風機の入力を一定に保つように制御し、あらかじめ求めてある入力と点弧位相角と電源電圧との関係を用い、電流検出手段の信号レベルを一定に制御しているときの電動送風機の点弧位相角から電源電圧を間接的に求め、求めた電源電圧から、電流検出手段の出力を一定に制御する信号レベルの判定値を可変するようにしている。
しかしながら、この電気掃除機も、電源電圧の変化に合わせて領域遷移位相角を設定していないために、電源電圧が低い場合においては、想定したゴミ量満杯表示風量よりも大きい風量で表示してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、電源電圧の変動に合わせた領域遷移位相角を設定することにより、ゴミ量満杯表示のバラツキを緩和ができる電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電気掃除機は、交流電源を電力源として吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電動送風機に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電動送風機に印加される電圧の位相角を制御して入力電流を制御する位相角制御手段と、複数に分割された領域の各領域毎に存在する、目標とする入力電力を得るための特性として予め求められた位相角−目標電流特性に基づき、位相角制御手段の位相角に対応する目標電流を求め、前記電流検出手段の検出電流と前記目標電流とを比較する演算手段と、遷移する領域の遷移位相角を前記位相角−目標電流特性に基づき、前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて算出する位相角決定手段とを備え、前記位相角制御手段は、予め設定された初期位相角で前記電動送風機を駆動したとき、前記演算手段によって比較された前記電流検出手段の検出電流と前記目標電流との差に基づいて前記電動送風機の電流が前記目標電流に近づくように位相角を増加又は減少させ、前記目標電流が遷移させるための領域に達したとき、前記位相角決定手段が算出した電圧に基づく遷移位相角で位相角制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は以上説明したとおり、電動送風機に印加される電圧の位相角を制御して入力電流を制御する位相角制御手段は、予め設定された初期位相角で前記電動送風機を駆動したとき、演算手段によって比較された電流検出手段の検出電流と領域毎に存在する目標とする入力電力を得るための特性として予め求められた位相角−目標電流特性に基づく目標電流との差に基づいて前記電動送風機の電流が前記目標電流に近づくように位相角を増加又は減少させ、目標電流が遷移させるための領域に達したとき、位相角決定手段が算出した電圧に基づく遷移位相角で位相角制御するようにしたので、電源電圧が変動した場合においても、各領域毎に入力電圧の一定制御を行うことができ、さらに領域遷移位相角を電源電圧毎に算出するため、ゴミ量満杯表示の誤差を小さくすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
電気掃除機の吸引用の電動送風機には最大入力電力が決められており、また、風量１００％における入力電力にも上限値と下限値の規制があり、その規制値を超えないように制御する必要がある。しかしながら、前述したように吸い込み仕事率最大点付近で吸引用の電動送風機に十分な電力を与えようとした場合、この最大入力電力を超える可能性があるため、最大入力電力を超えない値で入力電力の一定制御を行うことが望まれている。また、同様に風量１００％においても、電動送風機に十分な電力を与えつつ、規制値の入力電力が上限値と下限値とも超えない値で一定制御を行うことが望まれている。さらに、電動送風機の製作公差における入力電力のバラツキ、商用電源の電圧のバラツキがあっても入力電力の一定制御を満足させることが望まれている。
そこで、以下の実施の形態で入力電力の一定制御について説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の制御装置の構成を示すブロック図、図２は図１の電動送風機の風量と電流・入力電力の特性図、図３は図１の電動送風機の位相角と電源電圧の相関を示す基本特性図、図４は図１の電動送風機の位相角と電流の相関を示す基本特性図、図５は図４を部分拡大して示す位相角対目標電流特性の説明図である。
【００１３】
図１において、電気掃除機の電動送風機６は、商用交流電源に接続される電源プラグ１と、電源同期検出手段２と、電源電圧検出手段３と、電流検出手段４と、双方向性サイリスタ５とを介して商用交流電源に接続される。
電源同期検出手段２は商用交流電源の例えばゼロクロス点を検出するものである。また、電源電圧検出手段３は電動送風機６に印加される電圧を検出するものである。さらに、電流検出手段４は、電動送風機６に流れる電流を検出する手段で、電流センサ４ａが電動送風機６と直列に接続され、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するものである。
【００１４】
マイクロコンピュータ７は、後述する位相角を決定するための所定時間Ｔ１及び初期位相角ＰＷＳが格納されたマイコンＲＯＭ１７を備え、目標値−電流値比較手段１０と算出手段１１とから構成される演算手段１２と、位相角制御手段１３と、時間計測手段１４と、位相角決定手段１５と、ステップ入力制御手段１６とを有している。
【００１５】
図１における基本特性８は、予め実験等によって求められたもので、具体的には図３及び図４に示すような特性となっている。これは、後述する位相角制御手段１３により位相角を変化させて電動送風機６を制御した際の、入力電力特性（図示しない計測器にて測定）と電流特性（電流検出手段４で測定）である。位相角対目標電流特性９は、前述した基本特性８から導出され、入力電力を制御するためのものである（図５参照）。
【００１６】
マイクロコンピュータ７の算出手段１１は、複数の位相角対目標電流特性９を近似式として記憶し、ある時点での位相角から近似式により目標電流値を算出する。目標値−電流値比較手段１０は、前記の算出手段１１によって求められた複数の目標電流値と電流検出手段４の検出電流とを比較する。位相角制御手段１３は、目標値−電流値比較手段１０の比較結果より電動送風機６に印加される電圧の位相角を制御する。位相角決定手段１５は電源電圧により領域の遷移位相角を算出する。
【００１７】
ステップ入力制御手段１６は領域１における遷移直前の位相角（遷移位相角）ＰＷ１Ｅ＿ＬＴから領域２へ遷移する基準位相角ＰＷ１Ｓ−θｂ（θ２）までの位相角を段階的に変化させると共に、その位相角を位相角制御手段１３にセットする。
時間計測手段１４は、電動送風機６への電源印加による電流検出手段４からの電流の入力を検知したときに時間の測定を開始し、測定時間がマイコンＲＯＭ１７に格納させている所定時間Ｔ１経過したときにその旨を位相角決定手段１５に通知する。この位相角決定手段１５は所定時間Ｔ１経過後の位相角を求め、それを位相角制御手段１３に設定する。
【００１８】
マイクロコンピュータ７に接続されている不揮発性メモリ１８は、例えばＥＥＰＲＯＭからなり、マイクロコンピュータ７の演算に必要な各種のデータが格納されている。なお、不揮発性メモリ１８にマイコンＲＯＭ１７と同じデータを格納するようにしてもよい。表示部１９は、例えば電気掃除機の運転モードの表示や、ゴミ量満杯時の表示を行うものであり、スイッチ部２０は、入力切替や起動・停止の操作内容をマイクロコンピュータ７に入力する。
【００１９】
次に、図２乃至図５に示すそれぞれの特性図について説明する。
図２に示す実線の曲線は電流で、点線は目標入力電力であり、この電流と目標入力電力の特性図に示すように、目標入力電力の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を設定すればよく、この目標電流の設定は、風量と電動送風機６の特性に依存するため、電気掃除機の機種対応の設定が必要であると共に、風量の値が明らかになる必要がある。このため、実験により図３及び図４（図５）に示す各特性が求められた。
【００２０】
図３は前述した基本特性の１つ目の位相角−入力電力特性で、横軸に位相角を示し、縦軸に入力電力を示している。また、パラメータを風量として風量１００％（ゴミ量ゼロ）から風量ｆ％（ゴミ量大）までの７種類（１００％＞ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆ）を、電動送風機６の電源電圧のバラツキ（110V・100V・90V）毎に表記している。
位相角０は１００％通電状態で、位相角が増すにつれて入力電力が降下し、また、位相角０においても風量が絞られるにつれて入力電力が降下する。さらに、風量が多い方が位相角を増すにつれて入力電力の降下割合が多いことが示されている。
【００２１】
図４は前述したように２つ目の基本特性の位相角−電流特性で、図５は図４を部分拡大図した位相角対目標電流特性であり、縦軸に電流検出手段４により検出された電流を示し、横軸に位相角を示している。風量パラメータは、図３と同様に７種類で、電動送風機６の製作公差による電源電圧のバラツキ（110V・100V・90V）毎に表記している。
【００２２】
これらの特性を用いて、入力電力の一定制御を実現するための目標電流算出式を求める。なお、入力電力の一定制御を必要とする領域は、風量１００％付近（領域１ａ）と吸い込み仕事率最大点付近（領域２）の２領域であり、ここでは、風量１００％付近での目標入力電力を例えばＷＬ、吸い込み仕事率最大点付近での目標入力電力を例えばＷＨとし、以下にそれぞれの目標入力電力を実現するための目標電流算出式の算出方法について図３を参照しながら説明する。
図３における領域１と領域２は電動送風機６の電源電圧の基準100V時を示している。なお、「110V」及び「90V」時の各領域は、図示していないが、それぞれ異なる領域となる。
【００２３】
図３に示す風量１００％から風量ｂまでを風量１００％付近とする。この風量ｂの設定は、以下で記述するが吸い込み仕事率最大点付近とされる風量範囲のうち、最大風量である風量ｃに近接しない風量であることを目安として設定される。これは、この風量間に余裕がないと、即ち、目標入力電力ＷＬとする風量からＷＨへと増加させる風量間に余裕がないと、一度に急激に電力を増加させることとなるが、風量間に余裕があると、段階的に入力電力を増加させることができるため、滑らかな入力電力の遷移が得られるからである。
【００２４】
ここで、図３に横線で示すように目標入力電力として例えばＷＬを設定すると、設定した入力電力ＷＬと風量１００％から風量ｂとの交点（ＷＬ１００、ＷＬａ、ＷＬｂ）から、目標として設定した入力電力と風量に応じた位相角（θＷＬｂ、θＷＬａ、θＷＬ１００）をそれぞれ導出することができる。
この目標入力電力ＷＬに対応する位相角範囲θＷＬｂ〜θＷＬ１００を領域１ａとする。図３の領域１とは、風量１００％から仕事率最大点付近とされる風量ｃに至るまでの領域を指し、具体的には、領域１ａを含むθＷＬ１００から以下に記述する目標入力電力ＷＨに対応する位相角θＷＨｃまでの位相角範囲（θＷＨｃ〜θＷＬ１００）である。
【００２５】
次に、図４に示す位相角−電流特性の領域１ａ内において、図３で導出した位相角（θＷＬｂ、θＷＬａ、θＷＬ１００）と風量１００％〜風量ｂとの交点（ＷＬ１００、ＷＬａ、ＷＬｂ）をプロットすると、領域１（θＷＨｃ〜θＷＬ１００）における位相角対目標電流特性ＩＷＬ（ＣＴＭ１）が求められる。
この位相角対目標電流特性の一部が目標入力電力ＷＬに対応し、各風量における入力電力が一定となる特性となる。この特性ＩＷＬを１次方程式で表したものが領域１の目標電流算出式となり、この領域１の目標電流算出式はｙ＝ａｘ＋ｂ等の１次の近似式で表すことができる。但し、ｙは目標電流値、ｘは位相角、ａ，ｂはそれぞれの定数である。
【００２６】
次に、仕事率が最大点となる領域を設定する。吸い込み仕事率が最大点付近とは、換言すればある特定の風量範囲であり、この風量範囲は、電動送風機６の特性に依存している。ここでは、風量範囲を風量ｃ〜風量ｆであるとする。
前記の目標入力電力ＷＬの場合と同様に、目標入力電力として設定したＷＨと風量ｃ〜風量ｆ（ゴミ量大）とのそれぞれの交点（ＷＨｃ、ＷＨｄ、ＷＨｅ、ＷＨｆ）により、目標として設定した入力電力ＷＨと、それぞれの風量（ｃ〜ｆ）に応じた位相角（θＷＨｃ、θＷＨｄ、θＷＨｅ、θＷＨｆ）をそれぞれ導出できる。
【００２７】
そして、図３で導出した位相角（θＷＨｃ、θＷＨｄ、θＷＨｅ、θＷＨｆ）とそれぞれの風量の交点（ＷＨｃ、ＷＨｄ、ＷＨｅ、ＷＨｆ）を前記の図４上にプロットすると、領域２（θＷＨｆ〜θＷＨｃ）における位相角対目標電流特性が求められる。
即ち、目標入力電力ＷＨに対応し、各風量において入力電力を一定とする位相角対目標電流特性ＩＷＨ（ＣＴＭ２）が求められる。
【００２８】
この位相角対目標電流特性ＩＷＨを２次方程式で表現したものが領域２の目標電流算出式となる。この領域２の目標電流算出式は、ｙ＝ａｘ2−ｂｘ＋ｃ 等の２次の近似式で表すことができる。但し、ｙは目標電流値、ｘは位相角、ａ、ｂ、ｃはそれぞれの定数である。
なお、図４において、求めた位相角対目標電流特性ＩＷＬ（ＣＴＭ１）とＩＷＨ（ＣＴＭ２）が直線とならず、右上がりの曲線となるのは、位相制御により電動送風機６の力率が異なるためである。
【００２９】
次に、図５について説明する。
ＣＴＭ１−９０、ＣＴＭ１−１００及びＣＴＭ１―１１０Ｖを求め、ＣＴＭ１−１００を基準（オフセットゼロ）にプラスオフセット（Ｃ＋）、マイナスオフセット（Ｃ−）を求める。
また、オフセット値算出用の近似式を求める方法は、図６の通り、ＣＴＭ１−１００の近似式Ｂ項に前記のオフセット量を代入する式により求めることができる。このように、ＣＴＭ１−１００の近似式Ｂ項にオフセット量を代入して算出することにより、各商用電源の電圧変動毎のＣＴＭ１を設定することで商用交流電源が変動しても入力電力の一定制御が可能となる。
【００３０】
また、電圧毎の基準位相角（ＰＷ１Ｓ）から領域２へ移行する境目の位相角ＰＷ１Ｅ（θＷＬｂ）までの位相角幅θＡ（θ１）は、θＡ（１１０Ｖ）≒θＡ（１００Ｖ）≒θＡ（９０Ｖ）の関係がある。
従って、各電圧変動時のＰＷ１Ｅ＿ＬＴを領域２へ移行する位相角とすることにより、商用電源１の電圧のバラツキによって領域２へ移行することができる。
また、領域１（θＷＬｂ）から領域２（θＷＨｃ）へ移行したときの初期位相角（ＰＷ２Ｓ）は、ＰＷ１Ｓ（１１０Ｖ）−θＢ（１１０Ｖ）、ＰＷ１Ｓ（１００Ｖ）−θＢ（１００Ｖ）、ＰＷ１Ｓ（９０Ｖ）−θＢ（９０Ｖ）の関係がある。なお、θＢは、本発明の所定の位相角θ２に相当する位相角幅である。
【００３１】
基準位相角ＰＷ１Ｓから領域２へ移行する境目の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴは、電源電圧によりあらかじめ算出された値を用いる。ＰＷ１Ｅ＿ＬＴの式を求める方法は、図７に示すとおりである。基準電圧を１００Ｖとし、１００Ｖより電圧が小さい場合には、ＰＷ１Ｅ＿ＬＴを小さく、１００Ｖより電圧が大きい場合には、大きくなるように設定している。
従って、電圧が変動した場合においては領域２へ遷移させる直前の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴを算出し、ゴミ満杯表示の誤差を小さくすることができる。
【００３２】
次に、本実施の形態１の電気掃除機の制御装置の動作を図８〜図１０を用いて説明する。図８は本発明の実施の形態１の制御装置の動作を示すフローチャート、図９は基準位相角算出処理の動作を示すフローチャート、図１０は領域２の動作を示すフローチャートである。
スイッチ部２０の操作による電源ＯＮを検知すると（Ｓ２００）、マイクロコンピュータ７は、マイコンＲＯＭ１７（又は不揮発性メモリ１８）に格納されている初期位相角ＰＷＳを位相角制御手段１３と算出手段１１とにセットし（Ｓ２０１）、次いで、マイコンＲＯＭ１７に格納されている所定時間Ｔ１を時間計測手段１４にセットする（Ｓ２０２）。前記初期位相角ＰＷＳは、図５に示すように目標電流ＣＴＭ１−１００と風量１００％の特性カーブとの交点における位相角θＷＬ１００（１００Ｖ）である。
【００３３】
位相角制御手段１３は、セットされた初期位相角ＰＷＳに基づいて双方向性サイリスタ５を駆動し、電動送風機６に印加される電圧の位相を制御する（Ｓ２０３）。この時、電流検出手段４は、電動送風機６に流れる位相制御に基づく電流ＣＴを検出し（Ｓ２０４）、演算手段１２の目標値−電流値比較手段１０と時間計測手段１４とに送出する。
【００３４】
算出手段１１は、電源電圧検出手段３が検出した商用交流電源の電圧に基づき、電圧毎に求められた目標電流特性（ＣＴＭ１−１００、ＣＴＭ１−９０、ＣＴＭ１−１１０）のＣＴＭ１−１００を基準にした検出した電圧におけるオフセット量（図１４参照）を算出する（Ｓ２０５）。
そして、ＣＴＭ１−１００Ｖの近似式Ｂ項に前記のオフセット量（Ｃ＋、Ｃ−）を代入し、セットされた初期位相角値ＰＷＳに対応する商用交流電源の電圧毎の目標電流ＣＴＭ１（ＣＴＭ１−９０、ＣＴＭ１−１００、ＣＴＭ１−１１０）を算出し（Ｓ２０６）、目標値−電流値比較手段１０にセットする。
【００３５】
一方、位相角決定手段１５は、商用電源１の電圧変動の判別を行う基準位相角ＰＷ１Ｓの算出が終了したかどうかを判定し（Ｓ２０７）、基準位相角ＰＷ１Ｓの算出が終了しているときは、その旨を目標値−電流値比較手段１０に通知するが、基準位相角ＰＷ１Ｓの算出が終了していないときは、基準位相角ＰＷ１Ｓの算出処理に入る（Ｓ２０８）。
【００３６】
この処理は図９に示すように、時間計測手段１４を通じて所定時間Ｔ１が経過したかどうかを判定し（Ｓ１１６）、所定時間Ｔ１を経過したときはＳ１１７に進むが、所定時間Ｔ１を経過していないときは待機し（Ｓ１１６）、その旨を目標値−電流値比較手段１０に通知する。この所定時間Ｔ１は基準位相角ＰＷ１Ｓを求める際に設けているウエイト時間で、約３秒間である。このウエイト時間は電動送風機６の入力が安定するまでに要する時間であり、ウエイト時間を設けることにより、基準位相角ＰＷ１Ｓの精度が上がることとなる。
【００３７】
その通知を受けた目標値−電流値比較手段１０は、電流検出手段４の検出電流ＣＴと目標電流ＣＴＭ１とを比較し（Ｓ１１１）、このＣＴとＣＴＭ１とが等しくないときは位相角制御手段１３による電動送風機６の位相角制御運転して両者を一致させるようにするが、例えばＣＴＭ１（ＣＴＭ１−１００）とＣＴが等しいときは、位相角制御手段１３による電動送風機６の位相角制御運転を行わせる。
【００３８】
この動作を繰り返し行っているうちに、時間計測手段１４の測定時間が所定時間Ｔ１経過したとき、位相角決定手段１５は、Ｓ１１６からＳ１１７に進んで、時間計測手段１４の所定時間Ｔ１をクリアし、基準位相角ＰＷ１Ｓの算出に入る（Ｓ１１８）。
この場合は、図３に示すように、初期位相角ＰＷＳ時の目標電流ＣＴＭ１（ポイントＷＬ１００（１００Ｖ）と検出電流ＣＴとが等しいため、その初期位相角ＰＷＳを基準位相角ＰＷ１Ｓとする。これは、商用交流電源が１００Ｖのときである。
【００３９】
その後は、基準位相角ＰＷ１Ｓから領域２へ移行する境目の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴを、電源電圧検出手段３が検出した電圧により算出し（Ｓ１１９）、次いで、基準位相角ＰＷ１Ｓから予め定められた位相角θＢ（１００Ｖ）を減算して、領域１から領域２へ移行したときの初期位相角ＰＷ２Ｓを算出し（Ｓ１２０）、前述した算出処理を終了する。
そして、図示していないが、算出手段１１に前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴをセットし、次いで、位相角制御手段１３により制御されている位相角が前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴに達したかどうかの判定に入る（Ｓ２０９）。そして、位相角制御手段１３により制御されている位相角が前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴに達すると、領域２に遷移させられることとなる。
【００４０】
また、位相角決定手段１５が所定時間Ｔ１を経過するまで待機しているときには、上述の基準位相角ＰＷ１Ｓの算出がされていないので、目標値−電流値比較手段１０が、電流検出手段４の検出電流ＣＴと初期位相角ＰＷＳにおける目標電流ＣＴＭ１とが等しくないと判断した場合、ＣＴとＣＴＭ１との大小を比較し（Ｓ２１３）、その比較結果を位相角制御手段１３に通知する。
【００４１】
位相角制御手段１３は、検出電流ＣＴの方が目標電流値ＣＴＭ１より大きいとき、初期位相角ＰＷＳに１ｈｅｘ（ｈｅｘ：１６進、１ｈｅｘ＝１度に相当）をインクリメントし（Ｓ２１５）、その位相角で制御運転をする（Ｓ２０３）。この動作は、ＣＴの方が大きい間繰り返し行われる。
一方、算出手段１１は、位相角制御手段１３によって初期位相角ＰＷＳが１ｈｅｘインクリメントされる毎に、その位相角に基づいて目標電流ＣＴＭ１を算出し、目標値−電流値比較手段１０に通知する。この動作は、算出される目標電流ＣＴＭ１とその都度検出される電流ＣＴとが等しくなるまで繰り返し行われる。
【００４２】
一方、位相角決定手段１５は、所定時間Ｔ１の経過を時間計測手段１４を通じて確認したとき、検出電流ＣＴと等しい目標電流ＣＴＭ１算出時の位相角を基準位相角ＰＷ１Ｓ（ポイントＷＬ１００（１１０Ｖ）とする（Ｓ１１８）。これは、商用交流電源が１１０Ｖのときである。
【００４３】
その後は、前述したように、基準位相角ＰＷ１Ｓから領域２へ移行する境目の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴを、電圧により（ポイントＷＬｂ（１１０Ｖ））を算出し（Ｓ１１９）、次いで、基準位相角ＰＷ１Ｓから予め定められた位相角θＢ（１１０Ｖ）を減算して、領域１から領域２へ移行したときの初期位相角ＰＷ２Ｓを算出し（Ｓ１２０）、前述した算出処理を終了する。そして、前記と同様に、算出手段１１に前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴをセットし、次いで、位相角制御手段１３により制御されている位相角が前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴに達したかどうかの判定に入る（Ｓ２０９）。
【００４４】
また、前記と同様に位相角決定手段１５が所定時間Ｔ１を経過するまで待機しているときに、目標値−電流値比較手段１０によって、目標電流ＣＴＭ１の方が検出電流ＣＴより大きいと判断されたとき、位相角制御手段１３は、初期位相角ＰＷＳから１ｈｅｘ（ｈｅｘ：１６進、１ｈｅｘ＝１度に相当）をデクリメントし（Ｓ２１４）する。
一方、位相角決定手段１５は、デクリメントされた位相角と領域１から領域２へ移行するリミッタ値であるＰＷ１Ｅ＿ＬＴとを比較する。
【００４５】
前記の位相角がリミッタ値より小さいときは、前記の初期位相角ＰＷ２Ｓを位相角制御手段１３にセットするが（Ｓ２１０）、位相角がリミッタ値より大きいときは、その旨を位相角制御手段１３に通知する。
この時、位相角制御手段１３は、初期位相角ＰＷＳから１ｈｅｘデクリメントした位相角で電動送風機６を制御する。この動作は、目標電流ＣＴＭ１の方が大きい間繰り返し行われる。
【００４６】
一方、算出手段１１は、位相角制御手段１３によって初期位相角ＰＷＳが１ｈｅｘデクリメントされる毎に、その位相角に基づいて目標電流ＣＴＭ１を算出し、目標値−電流値比較手段１０に通知する。この動作は、算出される目標電流ＣＴＭ１とその都度検出される電流ＣＴとが等しくなるまで繰り返し行われる。
【００４７】
位相角決定手段１３は、所定時間Ｔ１の経過を時間計測手段１４を通じて確認したとき、検出電流ＣＴと等しい目標電流ＣＴＭ１算出時の位相角を基準位相角ＰＷ１Ｓ（ポイントＷＬ１００（９０Ｖ））とする（Ｓ１１８）。これは、商用交流電源が９０Ｖのときである。その後は、前述したように、基準位相角ＰＷ１Ｓから領域２へ移行する境目の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴを、電圧により（ポイントＷＬｂ（９０Ｖ）を算出し（Ｓ１１９）する。
【００４８】
次いで、基準位相角ＰＷ１Ｓから予め定められた位相角θＢ（９０Ｖ）を減算して、領域１から領域２へ移行したときの初期位相角ＰＷ２Ｓを算出し（Ｓ１２０）、前述した算出処理を終了する。そして、前記と同様に、算出手段１１に前記の位相角ＰＷ１Ｅをセットし、次いで、位相角制御手段１３により制御されている位相角が前記の位相角ＰＷ１Ｅに達したかどうかの判定に入る（Ｓ２０９）。
【００４９】
位相角決定手段１３が、位相角制御手段１３により制御されている位相角が前記の位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴに達していないことを確認したときは、その位相角が位相角ＰＷ１Ｅ＿ＬＴに達するまで待機する。
この時、算出手段１１は、セットされた位相角ＰＷ１Ｅに基づいて目標電流ＣＴＭ１を算出し、目標値−電流値比較手段１０にセットし、目標値−電流値比較手段１０は、検出電流ＣＴと目標電流ＣＴＭ１とが等しいかどうかを判定する（Ｓ２１２）。
【００５０】
検出電流ＣＴと目標電流ＣＴＭ１とが等しくなく、かつ、目標電流ＣＴＭ１の方が検出電流ＣＴより大きいときは（Ｓ２１３）、位相角制御手段１３は、初期位相角ＰＷＳから１ｈｅｘ（ｈｅｘ：１６進、１ｈｅｘ＝１度に相当）をデクリメントし（Ｓ２１４）、一方、位相角決定手段１５は、デクリメントされた位相角と領域１から領域２へ移行するリミッタ値とを比較する（Ｓ２１６）。
【００５１】
前記の位相角がリミッタ値より小さいときは、前記の初期位相角ＰＷ２Ｓを位相角制御手段１３にセットするが（Ｓ２１０）、位相角がリミッタ値より大きいときは、その旨を位相角制御手段１３に通知する。この時、位相角制御手段１３は、初期位相角ＰＷＳから１ｈｅｘデクリメントした位相角で電動送風機６を制御する（Ｓ２０３）。この動作は、位相角制御手段１３により制御されている位相角が目標電流ＣＴＭ１（ＰＷ１Ｅ）に達するまで繰り返し行われる。
【００５２】
この動作の繰り返しにより、位相角が目標電流ＣＴＭ１（ＰＷ１Ｅ＿ＬＴ）に達すると、位相角決定手段１３は、領域２の初期位相角ＰＷ２Ｓをステップ入力手段１６にセットする（Ｓ２１０）。この時、ステップ入力手段１６は、例えば、ＰＷ１Ｅ＿ＬＴから基準位相角−θＢ（即ち、ＰＷ２Ｓ）までの位相角を所定時間毎に、かつ段階的に変更した位相角を位相角制御手段１３にセットし、位相角制御手段１３を通じて電動送風機６を制御する。そして、この制御が終了したとき、領域２における処理に入る（Ｓ２１１）。
【００５３】
領域２における処理は、領域２に入った段階では初期位相角ＰＷ２Ｓであるが、それから、算出手段１１は領域２における固定位相角ＰＷ２Ｅを算出する。これは、図１１及び図１２に示すように、ＷＨｆ（１００Ｖ）時の位相角０ポイントの電流値を基準としてＷＨｆ（１０５Ｖ）時の位相角θＨｆ（１０５Ｖ）とＷＨｆ（１１０Ｖ）時の位相角θＨｆ（１１０Ｖ）とを求める（Ｓ２１９）。このことは、電圧が１００Ｖから１１０Ｖに至るまでは図４，図５の位相角−電流特性に基づいて算出するが、１１０Ｖになったときは図１０、図１１に示す値に固定することを意味する。また、９０Ｖの時は固定位相角ＰＷ２Ｅを最大入力であるＰＷ２Ｅ＝０と算出する。
【００５４】
なお、領域２の処理に入る前に、位相角決定手段１５は、Ｓ２１０でステップ入力手段１６による段階的に変化した位相角がＰＷ２Ｓ＋θＰＷＸ２を超えたかどうかを判定する（Ｓ２２０）。
これは、領域２移行時に風量１００％状態になった場合に領域１に戻るための判断であり、θＰＷＸ２は予め定められた値（即ち、領域２から領域１に遷移する位相角を算出するための補正位相角）で、マイコンＲＯＭ１７または不揮発性メモリ１８に格納されている。ここで、領域２から領域１に遷移する場合とは、例えば領域１にいる状態で、毛足の長い絨毯を掃除した場合は領域２に一時的に遷移するが、掃除床がフローリングなどに移ったときは領域２から領域１に戻る動作をする場合である。
【００５５】
位相角値がＰＷ２Ｓ＋θＰＷＸ２を超えた場合、位相角制御手段１３に基準位相角ＰＷ１Ｓをセットし（Ｓ２２１）、領域１の処理に入る。この場合は、Ｓ２０３から始める。  また、位相角値がＰＷ２Ｓ＋θＰＷＸ２以下の場合は、領域２の処理に入る。そして、その旨を目標値−電流値比較手段１０に通知する。
【００５６】
この場合は、領域２の処理に入っているので、目標値−電流比較手段１１は、設定された目標電流値ＣＴＭ２と検出電流ＣＴとを比較する（Ｓ２２３）。ＣＴＭ２とＣＴとが等しいとき、位相角決定手段１５が、再び前記の位相角がＰＷ２Ｓ＋θＰＷＸ２を超えたかどうかを判定する（Ｓ２２０）。これらの動作を繰り返しているうちに、Ｓ２２４において、ＣＴＭ２よりＣＴの方が大きくなったとき、位相角制御手段１５は、初期位相角ＰＷ２Ｓに１ｈｅｘをインクリメントし（Ｓ２１５）、その位相角で制御運転をする。
【００５７】
また、位相角決定手段１５は、Ｓ２２４において、ＣＴＭ２よりＣＴの方が小さくなったとき、位相角値が０になったかどうかを判定する（Ｓ２２５）。位相角値が０でないときは、位相角制御手段１３が位相角を１ｈｅｘ（ｈｅｘ：１６進、１ｈｅｘ＝１度に相当）デクリメントする（Ｓ２２６）。この時、位相角制御手段１３は、デクリメントした位相角で電動送風機６を制御する。
【００５８】
一方、位相角が０のときは、固定位相角ＰＷ２Ｅと位相角と比較する（Ｓ２２８）。位相角がＰＷ２Ｅより大きいときはＳ２２０に戻り、位相角がＰＷ２Ｅ以下の場合は、商用電源１ので電圧が１００Ｖを超えていると判断して位相角にＰＷ２Ｅをセットし（Ｓ２２９）、前記と同様にＳ２２０に戻る。この時、位相角制御手段１３は、１００Ｖ上の目標電流ＣＴＭ２になるよう位相制御する。
【００５９】
以上のように実施の形態１によれば、図１３に示すような特性が得られた。つまり、オフセット値を用いてＣＴＭ１を商用交流電源の各電圧の変動に対応させ、またＰＷ１Ｅ＿ＬＴを各電圧の変動に対応させたことにより、商用交流電源の電圧の変動があっても入力電力の一定制御が可能となった。
また、電源電圧が９０Ｖの時は領域１におけるＰＷ１Ｅ＿ＬＴを基準電圧である１００ＶのときのＰＷ１Ｅ＿ＬＴより小さくすることにより、領域２への遷移を遅らせてゴミ満杯表示の風量のバラツキの誤差を小さくすることが可能となり、さらに電源電圧が１１０Ｖの時は領域２における固定位相角を大きくして入力電力を１００Ｖの時と同一にしてゴミ満杯表示の風量のバラツキの誤差を小さくすることが可能となった。
【００６０】
実施の形態２．
図１４は本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の制御装置により得られたＰＷ１Ｅ＿ＬＴの特性図である。
この実施の形態２では、ＰＷ１Ｅ＿ＬＴの算出において、図１４に示すように１００Ｖ近傍においては、固定値とする。そうすることにより、電源電圧の変化が小さいときはＰＷ１Ｅ＿ＬＴの値を変更なしにすることができる。
【００６１】
以上のように実施の形態２によれば、多少の商用電源１の電圧の変動があった場合において、領域２への遷移位相角が変化しないため、およびゴミ満杯表示の風量のバラツキを小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】電動送風機の風量と電流・入力電力の特性図。
【図３】電動送風機の位相角と入力電力の相関を示す基本特性図。
【図４】電動送風機の位相角と電流の相関を示す基本特性図。
【図５】図４を部分拡大して示す位相角対目標電流特性の説明図。
【図６】オフセット値算出の近似式の説明図。
【図７】ＰＷ１Ｅ＿ＬＴ算出の近似式の説明図。
【図８】同電気掃除機の制御装置の動作を示すフローチャート。
【図９】基準位相角算出処理の動作を示すフローチャート。
【図１０】領域２の動作を示すフローチャート。
【図１１】領域２移行時の電圧１００Ｖ以上のときの位相角固定値（ＰＷ２Ｅ）を算出するための説明図。
【図１２】固定位相角（ＰＷ２Ｅ）算出用の近似式の説明図。
【図１３】実施の形態１により得られた商用電源の電圧変動に対する特性図。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る電気掃除機の制御装置により得られたＰＷ１Ｅ＿ＬＴの特性図。
【符号の説明】
【００６３】
１  電源プラグ、２  電源同期検出手段、３  電源電圧検出手段、４  電流検出手段、５  双方向性サイリスタ、６  電動送風機、７  マイクロコンピュータ、１０  目標値−電流値比較手段、１１  算出手段、１２  演算手段、１３  位相角制御手段、１４  時間計測手段、１５  位相角決定手段、１６  ステップ入力制御手段、１７  マイコンＲＯＭ、１８  不揮発性メモリ、１９  表示部、２０  スイッチ部。
【図１】
2006055313.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006055313.tif 000009
【図８】
2006055313.tif 000010
【図９】
2006055313.tif 000011
【図１０】
2006055313.tif 000012
【図１１】
2006055313.tif 000013
【図１２】
2006055313.tif 000014
【図１３】
2006055313.tif 000015
【図１４】
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