(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタユニットと、
前記カッタユニットを駆動するように構成された電気モータと、
測定値を得るために、前記電気モータの電力消費を示す少なくとも１つの電気パラメータを測定するように構成された負荷検出器と、
前記測定値の関数として、前記電気モータに印加される平均電圧を制御するように構成されたコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、第１の平均電圧レベルと第２の平均電圧レベルとの間で前記平均電圧を切り替えるように構成され、
前記第２の平均電圧レベルは、前記第１の平均電圧レベルよりも高く、
前記コントローラは、
前記測定値が第１の閾値を超えた場合は、前記第１の平均電圧レベルから前記第２の平均電圧レベルに前記平均電圧を切り替え、
前記測定値が第２の閾値よりも下に落ちた時点の後で所定の期間、前記測定値が前記第２の閾値よりも下に留まっている場合は、前記第２の平均電圧レベルから前記第１の平均電圧レベルに前記平均電圧を戻すように切り替える、
ように構成され、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも高い、電気シェーバ。
【請求項２】
前記電気シェーバが、前記電気モータに印加される電圧を阻害するように構成される制御可能なスイッチを有し、前記コントローラが、パルス幅変調された制御信号によって、前記制御可能なスイッチをオンオフ切り替えするように構成され、前記パルス幅変調された制御信号のデューティサイクルが、前記電気モータに印加される前記平均電圧を決定する、請求項１記載の電気シェーバ。
【請求項３】
前記電気シェーバが、前記負荷検出器から前記測定値を受信するとともに、前記測定値を前記コントローラによって処理されるディジタル出力信号に変換するように構成されたアナログ−ディジタル変換器を更に有する、請求項１又は２に記載の電気シェーバ。
【請求項４】
前記所定の期間が、１秒乃至３秒の範囲内にある、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項５】
前記コントローラが、第１の校正トリガを待つように構成され、前記第１の校正トリガを受信後、
前記平均電圧を前記第２の平均電圧レベルに設定し、
モータ電流が落ち着くまで待機し、
第１の数のサンプルを取得するため、所定の第１のサンプリング期間に亘って前記測定値をサンプリングし、
前記第２の閾値を取得するため、前記第１の数のサンプルを平均化する、
ように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項６】
前記第２の閾値が、第１の平均値を取得するために、前記第１の数のサンプルを平均化し、所定の第１のオフセット値を前記第１の平均値に付加することによって取得される、請求項５記載の電気シェーバ。
【請求項７】
前記コントローラが、第２の校正トリガを待つように構成され、前記第２の校正トリガを受信後、
前記平均電圧を前記第１の平均電圧レベルに設定し、
モータ電流が落ち着くまで待機し、
第２の数のサンプルを取得するため、所定の第２のサンプリング期間に亘って前記測定値をサンプリングし、
前記第１の閾値を取得するため、前記第２の数のサンプルを平均化する、
ように構成される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項８】
前記第１の閾値が、第２の平均値を取得するために、前記第２の数のサンプルを平均化し、所定の第２のオフセット値を前記第２の平均値に付加することによって取得される、請求項７記載の電気シェーバ。
【請求項９】
前記第１の校正トリガ及び／又は前記第２の校正トリガが、前記コントローラのパワーオン信号である、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項１０】
前記電気シェーバが、前記コントローラに結合される校正スイッチを有し、前記校正スイッチが、ユーザによる校正スイッチの活性化の際、前記第１及び／又は第２の校正トリガを生成するように構成される、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項１１】
前記コントローラが、校正トリガを待つように構成され、前記校正トリガを受信後、
前記平均電圧を前記第２の平均電圧レベルに設定し、
モータ電流が落ち着くまで待機し、
第１の数のサンプルを取得するため、所定の第１のサンプリング期間に亘って前記測定値をサンプリングし、
第１の平均値を取得するため、前記第１の数のサンプルを平均化し、前記第２の閾値を取得するため、前記第１の平均値に所定の第１のオフセット値を付加し、さらに、
前記所定の第１のサンプリング期間の後、前記平均電圧を前記第１の平均電圧レベルに設定し、
前記モータ電流が落ち着くまで待機し、
第２の数のサンプルを取得するため、所定の第２のサンプリング期間に亘って前記測定値をサンプリングし、
第２の平均値を取得するため、前記第２の数のサンプルを平均化し、前記第１の閾値を取得するため、前記第２の平均値に所定の第２のオフセット値を付加する、
ように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項１２】
前記校正トリガが、前記コントローラのパワーオン信号である、請求項１１記載の電気シェーバ。
【請求項１３】
前記電気シェーバが、前記コントローラに結合される校正スイッチを有し、前記校正スイッチが、ユーザによる校正スイッチの活性化の際、前記校正トリガを生成するように構成される、請求項１１記載の電気シェーバ。
【請求項１４】
前記電気シェーバが、前記電気モータに給電するための再充電可能なバッテリを有する、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【請求項１５】
前記電気シェーバが、剃刀又はトリマーである、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の電気シェーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用機器に関し、より具体的には、電気シェーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、多くの様々なシェーバが利用可能である。シェーバは、髭、又は、身体の他の部分の毛をシェービングするために使用可能である。幾つかのシェーバは、男性用に設計されており、幾つかのシェーバは、女性用に設計されており、また、幾つかのシェーバは、男性用及び女性用の両方のために設計されている。人間用のシェーバに加え、犬などの動物の毛を剃るのに特に適している動物用のシェーバが市場で入手できる。本願は、人間用及び非人間用の両方の機器に関する。
【０００３】
人間の毛をシェービングするための、カッタの最適な速度が存在する。回転シェービングシステムに関し、この速度は、１８００ｒｐｍ乃至２２００ｒｐｍの範囲にある。バッテリ寿命を延ばすため、肌接触を検出した場合に、シェーバのスイッチをオンにする圧力スイッチ又は近接センサを通じて、肌の存在を検出するシェーバが記述されている。肌の上でシェーバを動かすため、このスイッチオンは、シェービングヘッドが肌に接触する前に発生する必要がある。スイッチがオフである場合、引っ張りによって不快さを生じる。しかしながら、肌への接触の直前にシェーバをスイッチオンするための近接センサの使用は、追加的なコンポーネントを要する。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１２／００２４５５２号明細書は、モータ、モータ負荷検出ユニット、及び、モータ給電ユニットを含む、電動ツール、具体的には、芝刈り機を開示している。モータ給電ユニットは、モータ負荷検出ユニットによって検出されたモータ負荷に基づいて、駆動電圧量を変化させる。特に、検出されたモータ負荷が第１の閾値よりも大きい場合、より低い値からより高い値まで駆動電圧が変化され、また、検出されたモータ負荷が第１の閾値よりも小さい値である第２の閾値より小さい場合、より高い値からより低い値まで駆動電圧が戻される。このため、給電ユニットは、モータがアイドル状態であることを決定した場合、駆動電気パワーの量を減少させる。
【０００５】
米国特許第５３６７５９９号は、カッタを駆動するモータを備えるとともに、モータ電流センサ回路及びモータ電流センサ回路からの出力を処理する補償回路を備えた電気シェーバを開示している。測定されたモータ電流に基づいて、補償回路は、ユーザの髭の厚みを計算し、相対的に髭が薄い場合はモータの回転速度をより低い値に設定し、相対的に髭が厚い場合はモータの回転速度をより高い値に設定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、距離センサを用いることなく、肌がない場合に電力消費を減少させるシェーバを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的のため、本発明の第１の態様によれば、カッタユニットと、前記カッタユニットを駆動するように構成された電気モータと、測定値を得るために、前記電気モータの電力消費を示す少なくとも１つの電気パラメータを測定するように構成された負荷検出器と、前記測定値の関数として、前記電気モータに印加される平均電圧を制御するように構成されたコントローラと、を有し、前記コントローラは、第１の平均電圧レベルと第２の平均電圧レベルとの間で前記平均電圧を切り替えるように構成され、前記第２の平均電圧レベルは、前記第１の平均電圧レベルよりも高く、前記コントローラは、前記測定値が第１の閾値を超えた場合は、前記第１の平均電圧レベルから前記第２の平均電圧レベルに前記平均電圧を切り替え、前記測定値が第２の閾値よりも下に落ちた時点の後で所定の期間、前記測定値が前記第２の閾値よりも下に留まっている場合は、前記第２の平均電圧レベルから前記第１の平均電圧レベルに前記平均電圧を戻すように切り替える、ように構成され、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも高い、電気シェーバが提供される。
【０００８】
肌との接触がある場合にモータによって使用される電力が相対的に高いという仮定の下、モータの電力消費を測定することによって、負荷検出器は、肌との接触を検出することができる。このため、モータを流れる電流などの電気パラメータを単純に測定することによって、追加的な距離センサを必要とすることなく、肌との接触が検出される。
【０００９】
電気シェーバは、電気モータに印加される電圧を阻害するように構成される制御可能なスイッチを有していてもよい。ここで、コントローラは、パルス幅変調された制御信号によって、制御可能なスイッチをオンオフ切り替えするように構成され、パルス幅変調された制御信号のデューティサイクルが、モータに印加される平均電圧を決定する。デューティサイクルを変えることによって、モータに印加される平均電圧が、単純ではあるが堅牢性のあるディジタルコントローラを用いて、変更され得る。
【００１０】
或る実施形態では、電気シェーバは、負荷検出器から測定値を受信するとともに、測定値をコントローラによって処理されるディジタル出力信号に変換するように構成されたアナログ−ディジタル変換器を更に有する。
【００１１】
或る実施形態では、上記の所定期間は、１秒乃至３秒の範囲内にあるが、より長い又はより短い他の期間も可能である。この期間は、「誤検出（false positives）」を回避するのに十分長いように選択され得る。結果、肌との接触の間に発生する電流の偏位は、印加される平均電圧の変化を生じさせない。
【００１２】
或る実施形態では、コントローラは、第１の校正トリガを待つように構成され、第１の校正トリガを受信後、平均電圧を第２の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第１の数のサンプルを取得するため、所定の第１のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第２の閾値を取得するため、第１の数のサンプルを平均化する、ように構成される。
【００１３】
校正手続きの間、第２の閾値を決定することによって、第２の閾値を最適化することが可能である。また、より低いバッテリ電圧又はより低い温度などをもたらす変動にあまり依存しないようにすることが可能である。
【００１４】
第２の閾値は、第１の平均値を取得するため、第１の数のサンプルを平均化するとともに、第１の平均値に所定の第１のオフセット値を付加することによって、取得されてもよい。第１の平均値にオフセット値を付加することは、負荷電流が公称値よりも十分に高いレベルより下に留まっている場合にのみ、モータに印加される平均電圧のスイッチングにつながる。このようにして、負荷電流における変動に起因する、頻繁過ぎる不要なスイッチングが回避される。
【００１５】
或る実施形態では、コントローラは、第２の校正トリガを待つように構成され、第２の校正トリガを受信後、平均電圧を第１の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第２の数のサンプルを取得するため、所定の第２のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第１の閾値を取得するため、第２の数のサンプルを平均化する、ように構成される。
【００１６】
第１の閾値は、第２の平均値を取得するため、第２の数のサンプルを平均化するとともに、第２の平均値に所定の第２のオフセット値を付加することによって、取得されてもよい。
【００１７】
第１の校正トリガ及び／又は第２の校正トリガは、コントローラのパワーオン信号であってもよい。このようにして、シェーバがスイッチオンされる度に校正が行なわれる。あるいは、シェーバは、コントローラに結合される校正スイッチを有していてもよく、第１及び／又は第２の校正トリガは、ユーザによる校正スイッチの活性化の際、校正スイッチによって生成されてもよい。
【００１８】
特定の実施形態では、コントローラは、校正トリガを待つように構成され、校正トリガを受信後、平均電圧を第２の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第１の数のサンプルを取得するため、所定の第１のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第１の平均値を取得するため、第１の数のサンプルを平均化し、第２の閾値を取得するため、第１の平均値に所定の第１のオフセット値を付加し、さらに、所定の第１のサンプリング期間の後、平均電圧を第１の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第２の数のサンプルを取得するため、所定の第２のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第２の平均値を取得するため、第２の数のサンプルを平均化し、第１の閾値を取得するため、第２の平均値に所定の第２のオフセット値を付加する、ように構成される。
【００１９】
まず、第２の閾値を決定し、次に、第１の閾値を決定することによって、平均電圧レベルは、最初に、より高い平均電圧レベル（即ち、第２の平均電圧レベル）に設定され、次いで、より低い平均電圧レベル（即ち、第１の平均電圧レベル）に設定される必要がある。この順序のため、総校正時間は、最小化される。しかしながら、最初に第１の閾値を決定し、次に第２の閾値を決定することも可能であることに留意すべきである。
【００２０】
電気シェーバは、モータに給電するための再充電可能なバッテリを有していてもよい。あるいは、シェーバは、モータに給電するための電源に接続可能であってもよい。また、これらの組み合わせも可能である。
【００２１】
電気シェーバは、電気剃刀であってもよく、トリマーであってもよい。
【００２２】
本発明に係る装置及び方法の更に好ましい実施形態が、添付の請求項において与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明のこれらの態様及び他の態様が、以下の記述において一例として説明される実施形態、及び、添付の図面を参照して、更に明確且つ明らかとなるであろう。
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るシェーバの斜視図である。
【図２】図２は、図１のシェーバの電気コンポーネントを概略的に示している。
【図３】図３は、一実施形態に係るシェーバ１のテスト中、負荷検出器によって測定される電流のグラフを示している。
【図４】図４は、時間の関数として、モータに印加される平均電圧レベルの一例のグラフを示している。
【図５】図５は、モータ４及びＡＤ変換器とともに、負荷検出器の一例を示している。
【図６】図６は、電子整流式ブラシレスモータ（ＥＣＭ）がシェーバに配置された他の実施形態の一部を概略的に示している。
【図７】図７は、他の実施形態に係るシェーバの電気コンポーネントを概略的に示している。
【図８Ａ】図８Ａは、一実施形態に係るシェーバのモータを通じて測定される電流のグラフを示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの電流測定値を生成するための制御された平均電圧レベルのグラフを示している。
【図９】図９は、制御可能なスイッチを切り替えるために用いられ得る、ディジタルマイクロプロセッサによって生成されるパルスの一例を示している。
【図１０】スイッチが図９に示される信号によって制御される場合の制御可能なスイッチの切り替えの結果であるパルス幅変調されたモータ電圧のグラフを示している。  各図面は、単なる図示を目的としており、原寸通りには描かれていない。図中、既に説明された要素に対応する要素には、同一の参照符号が付されている。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るシェーバ１の斜視図である。シェーバ１は、筺体２と、カッタユニット３と、を有している。筐体内部には、カッタユニット３を駆動するように構成された電気モータ４が配置されている。また、制御回路５及びバッテリ６が、筺体２内に配置されている。制御回路５は、モータ４に印加される平均電圧を制御することによって、モータを制御するように構成されている。
【００２５】
図２は、図１のシェーバの電気コンポーネントを概略的に示している。図２から分かるように、バッテリ６は、オン／オフスイッチ１２及び制御可能なスイッチ１３を介して、モータ４に接続されている。負荷検出器１４が、モータ４と地面との間に配置されている。また、シェーバ１は、ＡＤ変換器１５と、コントローラ１６と、を有している。制御可能なスイッチ１３、負荷検出器１４、ＡＤ変換器１５、及び、コントローラ１６は、図１に示される制御回路５を構成する。バッテリ６は、３．７ボルト乃至４．４ボルトの間の電圧を供給してもよいが、１．２ボルト又は１．５ボルトなどの他の値も可能である。
【００２６】
負荷検出器１４は、負荷電流を測定することによって、モータ４の電力消費を測定するように構成されている。モータ４を流れる電流は、ＡＤ変換器１５のためのセンサ入力パラメータとして用いられ得る。より洗練された方法は、モータ４を流れる電流とモータ４に印加される電圧との両方を測定することによって、モータの電力消費を計算するであろう。しかしながら、モータ４の平坦特性を考えると、モータ４を流れる電流は、十分良好な値である。
【００２７】
ＡＤ変換器１５は、負荷検出器１４から実際のモータ電流値を受信するとともに、受信したアナログ値をディジタル値に変換するように構成されている。コントローラ１６は、ディジタル値を受信し、それらを処理する。コントローラ１６は、デューティサイクルを変化させることによって、又は、ピーク電圧を変化させることによって、制御可能なスイッチ１３をオンオフ切り替えして、モータ４に印加される平均電圧を制御するように構成されている。制御可能なスイッチ１３は、トランジスタであってもよいし、電気制御信号により切り替えられ得る任意の他のタイプのスイッチであってもよい。コントローラ１６は、第１の平均電圧レベルと第２の平均電圧レベルとの間でモータ４に印加される平均電圧を切り替えるように構成されている。ここで、第２の平均電圧レベルは、第１の平均電圧レベルよりも高い。コントローラ１６は、負荷電流が第１の閾値TH_THを超えた場合に、第１の平均電圧レベルから第２の平均電圧レベルに平均電圧を切り替え、負荷電流が第２の閾値TH_TLよりも下に落ち、所定の期間、第２の閾値TH_TLよりも下に留まっている場合、第２の平均電圧レベルから第１の平均電圧レベルに平均電圧を戻すように切り替えるように構成されている。
【００２８】
或る実施形態では、ユーザがシェーバ１をスイッチオンした場合、シェーバ１は、最も低い平均電圧レベル、即ち、第１の平均電圧レベルで動作を開始する。第１の平均電圧レベルは、肌上にシェーバを置くのになお快適であるように選択されてもよい。或る実施形態において、図３は、或る実施形態に係るシェーバ１のテストの間に負荷検出器１４によって測定された電流のグラフを示している。図４は、時間の関数として、モータ４に印加される平均電圧レベルのグラフを示している。図３から分かるように、電流は、時間ｔ６において、閾値TH_THを超える。この瞬間、平均電圧は、図４に示されるように、低い平均電圧レベルから高い平均電圧レベルに切り替えられる。シェービングの間、負荷電流は、カッタユニット３及びモータ４によって経験される負荷における変動に起因して変動する。時間ｔ７において、負荷電流は、閾値TH_TLよりも下に落ちる。図３から分かるように、負荷電流は、この閾値TH_TLよりも下に留まっている。時間ｔ８において、（ｔ８−ｔ７）の所定の期間後、コントローラ１６は、図４に示されるように、モータを低い平均電圧レベルに再び切り替える。ｔ７における負荷電流の落ち込みは、ユーザの肌（例えば、髭）からシェーバ１が離されたことによって生じたものと考えられる。しかしながら、十分に長い時間、負荷電流が閾値TH_TLよりも下にあった後にのみ、シェーバが肌から離されたと結論付けることができる。或る実施形態では、所定の期間は、１秒乃至３秒の範囲内にあるが、これよりも長い又は短い他の期間も可能である。所定の期間のための値は、製造者による研究所におけるテスト中に決定され得る。所定の期間のための複数の値が、シェーバ１のメモリに格納されてもよい。これらの値は、ユーザインタフェース又は手動で操作可能な設定手段により、ユーザによって選択される。
【００２９】
実際のモータ消費電力を決定するためのセンサ方法を用いることによって、いかなる追加のセンサもなしに、シェーバ１によって、カッタユニットのシェービングヘッドが肌と接触し、シェービングしていることを検出することができる。コントローラ１６が肌との接触を検出した場合、シェーバ１は、シェービングのためのより高い平均電圧レベルに切り替えられる。より高い平均電圧レベルは、シェーバ１が可能な最大の平均電圧レベルであってもよい。又は、より高い平均電圧レベルは、シェーバ及び／又はユーザに依存して、最大の平均電圧レベルよりも低くてもよい。このより高い平均電圧レベルの間、実際のモータ消費電力を決定するためのセンサ方法を用いることによって、シェーバ１がユーザによって肌から離された時点を検出でき、シェーバ１は、よりエネルギー効率的な平均電圧レベルまで再び減少され得る。ユーザがシェーバ１をスイッチオフした場合、シェーバ１は停止する。
【００３０】
或る実施形態では、コントローラ１６は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いることによって、モータ４の速度を調整（即ち、制御）するように構成されたマイクロプロセッサである。しかしながら、相対的に低コストのプロセッサを用いるという制約の中で、モータ電圧調整は、比較的遅い。ＰＷＭの実際の値は、例えば、８ｋＨｚである。
【００３１】
図５は、モータ４及びＡＤ変換器１５とともに、負荷検出器１４の一例を示している。負荷検出器１４は、モータ４と地面との間に結合された第１のレジスタ５１と、モータ４とＡＤ変換器１５の入力部との間に結合された第２のレジスタ５２と、を有している。ＡＤ変換器１５の入力部と地面との間には、キャパシタ５３が結合されている。ＡＤ変換器１５は、第２のレジスタ５２が十分大きいと仮定して、レジスタ５１に印加される電圧に直接的に関連する電圧、ひいては、モータ４に印加される電圧を受ける。第２のレジスタ５２は、キャパシタ５３と協働して、ローパスフィルタを形成する。このフィルタを追加することは、安定した電流測定の確立を促進し、機器からの可聴範囲の音鳴り（whine）を防止する。レジスタ５１、レジスタ５２、及び、キャパシタ５３のための実際の値は、３．７ボルト乃至４．２ボルトの範囲にある平均モータ電圧Ｖａの下、Ｒ１＝０．５オーム、Ｒ２＝１０００オーム、Ｃ１＝１０マイクロファラドである。ＡＤ変換器１５は、受信した電圧値をサンプリングし、それらをコントローラ１６によって処理されるディジタル値に変換するように構成されている。ＡＤ変換器１５は、別個の装置であってもよいが、コントローラ１６とともに単一のプロセッサに組み込まれていてもよい。
【００３２】
図２を参照して説明された実施形態は、ＰＷＭ及び単一スイッチ１３により制御されるブラシＤＣモータに適用され得る。図６は、電子整流式ブラシレスモータ（ＥＣＭ）６１がシェーバ１に配置され、その速度が他のコントローラ６２によって制御される、他の実施形態の一部を概略的に示している。ＥＣＭモータ６１は、Ｎ個のコイル６１１、６１２、６１３と、Ｎ個のスイッチ６１５、６１６、６１７と、を有している。なお、Ｎは、３以上の整数である。図６は、簡略化された概要を示しており、ＥＣＭモータ６１は、Ｙ字型又はデルタ型構成を持っていてもよいことに留意する。他のコントローラ６２は、個々のコイル６１１、６１２、６１３を逐次的に切り替えることによって、ＥＣＭモータ６１を制御するように構成されている。コイル６１１、６１２、６１３のゼロパスが、モータ６１の速度を決定するため、及び、切り替えを制御するために用いられてもよいが、これは、あまり実用的なソリューションではない。ＥＣＭモータ６１の電力消費を決定するための、より堅固で、且つ、低コストの方法は、信号の分割動作及び個々のコイルへの流れ込みの前、又は、後で、モータ６１に流れている電流を測定することである。測定点６４及び６５は、負荷検出器１４が配置され得る可能な点を示している。ＥＣＭモータ６１のスイッチング特性を考えると、この実施形態においても、図５で説明されたローパスフィルタが、シェーバ１の動作を改善するのに役立つであろう。
【００３３】
低パワーモードから高パワーモードへの移行のためのトリガ条件の検出は、最も単純に、絶対消費電力又は負荷電流レベルに基づいていてもよい。しかしながら、これは、個別の製品毎の変化、及び、経時的変化に対して敏感であろう。この単純な方法において実装される場合、極めて堅固でない方法となろう。これらの変化を解決するため、一実施形態に係るシェーバは、校正手続きにおいて、上述の相対的な閾値TH_TH、TH_TLを決定するように構成される。
【００３４】
図７は、他の実施形態に係るシェーバ１の電気コンポーネントを概略的に示している。シェーバ１は、コントローラ１６に結合された校正スイッチ７２を有している。校正スイッチ７２は、校正手続きを活性化するためにユーザによって押下される、シェーバ１の筺体２におけるボタンであってもよい。点線７３で示されるように、校正スイッチ７２は、オン／オフスイッチ１２をバイパスしてもよい。この場合、ユーザは、シェーバ１が活性化されていない場合でも、校正手続きを活性化することができる。
【００３５】
或る実施形態では、コントローラ１６は、第１の校正トリガを待つように構成され、第１の校正トリガを受信後、平均電圧を第２の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第１の数のサンプルを取得するため、所定の第１のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第２の閾値を取得するため、第１の数のサンプルを平均化する、ように構成される。
【００３６】
校正手続きの間、第２の閾値を決定することによって、第２の閾値を最適化することが可能である。また、より低いバッテリ電圧又はより低い温度などをもたらす変動にあまり依存しないようにすることが可能である。第２の閾値は、第１の平均値を取得するため、第１の数のサンプルを平均化するとともに、第１の平均値に所定の第１のオフセット値を付加することによって、取得されてもよい。第１の平均値にオフセット値を付加することは、負荷電流が公称値よりも十分に高いレベルより下に留まっている場合にのみ、モータに印加される平均電圧のスイッチングにつながる。このようにして、負荷電流における変動に起因する、頻繁過ぎる不要なスイッチングが回避される。
【００３７】
或る実施形態では、コントローラは、第２の校正トリガを待つように構成され、第２の校正トリガを受信後、平均電圧を第１の平均電圧レベルに設定し、モータ電流が落ち着くまで待機し、第２の数のサンプルを取得するため、所定の第２のサンプリング期間に亘って測定値をサンプリングし、第１の閾値を取得するため、第２の数のサンプルを平均化する、ように構成される。
【００３８】
第１の閾値は、第２の平均値を取得するため、第２の数のサンプルを平均化するとともに、第２の平均値に対して所定の第２のオフセット値を付加することによって取得されてもよい。
【００３９】
図８Ａは、或る実施形態に係るシェーバ１のモータ４を流れる電流測定値のグラフを示している。この例におけるシェーバ１は、制御された平均電圧レベルのグラフを示す図８Ｂで示される態様で制御された。シェーバ１のスイッチオン後、ｔ０の時点において、平均電圧レベルは、最も高い電圧設定に設定されている。図８Ａから分かるように、電圧がモータ４に印加される場合、初期電流は、交渉動作値を反映しないが、区別可能なスタートアップ挙動を持つ。このスタートアップ効果は、スイッチングアルゴリズムのための閾値を校正する場合に考慮される必要がある。このため、コントローラ１６は、第１の数のサンプルが取得される前、ｔ１（典型的には２００ｍｓ）まで、即ち、モータのスタートアップ効果が消えるまで待機する。換言すれば、コントローラは、モータ電流が落ち着くまで待機する。第１の数のサンプルを取得するため、第１のサンプリング期間si_Hに亘って、負荷電流が、繰り返し測定される。高設定（si_Hが、典型的には３００ｍｓ）の場合、例えば、５個のサンプルが、期間si_H内に取得され得る。ｔ３の時点において、ロー（TH＿TL）への切り替えのための閾値が、電流測定値の平均をとるとともに、オフセット値O_TLを加えることによって、決定される。所望の平均電圧レベルを生成するため、ＡＤ変換器１５及び８ビットディジタルマイクロコントローラが、コントローラ１６のために用いられる場合、測定された平均電流は、１６０であり、オフセット値３を加えた後、TH_TLは、１６３となる。ｔ３の時点において、モータ４は、ロー設定（例えば、８ビットレンジにおいて１６０）にセットされる。ここで、ｔ３からｔ４に等しい間隔（典型的には、２００ｍｓ）の間、モータ電流は、この新規の設定のための公称動作値に落ち着くことができる。次いで、ｔ４からｔ５の間、第２のサンプリング期間si_L、第２の数のサンプルが測定される。期間si_Lは、典型的には、３００ｍｓであり、当該サンプリング期間に亘って、例えば、５個のサンプリングが取得され得る。ｔ５以降において、ハイ（TH_TH）への切り替えのための値が、電流測定値の平均をとるとともに、オフセット値O_THを加えることによって、決定される。上述のようなＡＤ変換器１５及び設定を有する場合、測定値は、１４０であり、オフセット値１０を加えることで、TH_THは、１５０となる。要求される感度に依存して、オフセット値O_TL及びO_THの値は、１．５と公称動作値の４％との間で変化してもよい。
【００４０】
校正に必要な時間を最小化するため、高閾値TH_TLが、最初に決定され、次いで、低閾値TH_THが決定されてもよい。開始時において、最も高い平均電圧を直接付与することによって、スタートアップ効果が最も早く消失する。しかしながら、代替的に、低閾値TH_THが、最初に決定されてもよい。
【００４１】
モータ電流が公称動作値にいつ落ち着くのかを知るため、様々な技術が用いられ得る。（図８Ａのように）時間の関数として、モータ電流をグラフで表すことができる。当該グラフから、製造者は、モータ電流が特定のレベルに落ち着く期間（例えば、ｔ１−ｔ０）を決定することができる。あるいは、負荷電流からサンプルが取得され、偏差が計算されてもよい。例えば、直近の５個のサンプルの偏差が、公称電流値の１２％未満など特定の限度内である場合、モータ電流が所望のレベルまで落ち着いたと結論付けることができる。
【００４２】
上述のように、コントローラ１６は、モータ４にパルス幅変調された電圧を付与することにより、モータ４に印加される平均電圧を制御するように構成されていてもよい。図９は、制御可能なスイッチ１３を切り替えるために用いられ得るディジタルマイクロプロセッサによって生成されたパルスの一例を示している。図９は、マイクロプロセッサ１６の制御信号９１を示している。図１０は、図９に示される信号９１によって制御された場合の制御可能なスイッチ１３のスイッチングの結果であるパルス幅変調されたモータ電圧９５のグラフを示している。これから分かるように、電圧は、ゼロとバッテリ電圧に対応し得る最大値Ｖｍとの間で変化する。
【００４３】
図９及び図１０において、デューティサイクルが、参照番号９２で示されている。一方、参照番号９３は、サイクル時間を示している。デューティサイクルなる用語は、一定の間隔又は期間に対する「オン」時間の割合を示している。デューティサイクルは、パーセント表示され、完全にオンである場合は、１００％となる。制御可能なスイッチ１３に信号９１を付与することによって、モータ４に印加される電圧は、間欠的に、オンオフ切り替えされる。これは、制御される期間のオン時間に関し、比較的高速（例えば、１０ｋＨｚ）で実行され得る。このため、この場合、デューティサイクルとサイクル時間との間の比が、被制御パラメータである。モータ４に供給される平均電圧Ｖａは、スイッチ１３をオンとオフとの間で調整することによって、制御され得る。例えば、デューティサイクルが５０％である場合、平均電圧は、０．５×Ｖｍとなる。スイッチ１３のオフ期間に対してオン期間が長いほど、モータ４にはより高い平均電圧が印加される。これらの計算において、平均電圧は、１サイクルに亘って測定されることに留意する。
【００４４】
或る実施形態において、制御信号９１は、８ビット値のパルス幅変調器（図示省略）で制御される。このため、サイクル時間比に対するデューティサイクルにおいて２５５ステップの解像度が与えられる。図９及び図１０は、１６０に等しいデューティサイクル９２、及び、２５５に等しいサイクル時間の一例を示している。
【００４５】
上述のようなマイクロプロセッサ／コントローラを用いる代わりに、モータ４の電圧を制御するために、例えば、レジスタのバンク又はアナログ電子回路をスイッチングするなど、他のタイプの回路が使用されてもよいが、かかる解決法は、堅牢性により乏しく、より高価であろう。
【００４６】
あるいは、測定値の関数として、ハイＤＣ平均電圧レベルとローＤＣ平均電圧レベルとの間で切り替えるように構成された電源を有していてもよい。この場合、上述の「平均電圧レベル」は、ＤＣ平均電圧レベルと同一である。
【００４７】
本文書において、「有する」なる用語は、規定される項目以外の他の要素又はステップの存在を除外せず、単数形は、複数の要素の存在を除外せず、任意の参照符号は、請求項の範囲を限定しない。さらに、本発明は、実施形態に限定されず、本発明は、新規の特徴、あるいは、上述の、又は、相互に異なる従属請求項において規定された特徴の組み合わせの各々及び全てにある。
【図１】
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【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】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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