电动吸尘器的制作方法

本发明的实施方式涉及电动吸尘器。

背景技术：

已知有消耗二次电池蓄存的电来驱动电动鼓风机的电动吸尘器。二次电池例如锂离子电池若成为过放电状态则寿命缩短。在端子电压降低至放电终止电压的情况下，需要促使停止电动吸尘器而进行二次电池的充电。

此外，已知有通过吸入的尘埃的多少来变更电动鼓风机的通电量的电动吸尘器。

然而，若变更电动鼓风机那样的较大负荷的通电量，则电池电压大幅度下降，存在二次电池的端子电压变得低于放电终止电压而电动吸尘器突然停止的情况。

为此，已知有如下的电动吸尘器，在二次电池的端子电压为基准以下的情况下，通过减小电动鼓风机的通电量，抑制电压下降，防止电动鼓风机突然停止，高效地将电池容量用至最后。

以往的电动吸尘器在二次电池的端子电压降低至低于放电终止电压的情况下，停止电动鼓风机以防止二次电池的过放电，避免二次电池的寿命的消耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－212826号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

另外，二次电池的内部电阻受二次电池的温度、劣化程度影响。二次电池的温度越降低或者二次电池的劣化越进展，则二次电池的内部电阻越增加。

在二次电池的内部电阻高于通常的状态下，若保持二次电池的放电电流、即电动鼓风机的通电量地起动电动鼓风机，则二次电池的电压下降与通常时相比会增加。若电压下降增加，则二次电池的端子电压有可能低于放电终止电压。

伴随二次电池的内部电阻增加的端子电压的降低，无关于二次电池的充电率而引发。因此，以往的电动吸尘器即使二次电池的充电率充分，二次电池的内部电阻也会随着二次电池的温度降低、二次电池的劣化的进展而增加，在二次电池的端子电压降低至低于放电终止电压的情况下，在刚刚起动后致使电动鼓风机停止，有损对使用者的便利性。

为此，本发明的目的在于提供即使在二次电池的内部电阻增加的状态下，也继续电动鼓风机的驱动，并能够确保运转时间的便利性较高的电动吸尘器。

用于解决技术问题的方法

用于解决所述的技术问题的本发明的实施方式的电动吸尘器具备：二次电池；电动鼓风机，消耗所述二次电池积蓄的电力而产生负压；以及控制部，控制所述电动鼓风机的驱动，且基于所述电动鼓风机停止着的状态下的所述二次电池的端子电压、与从所述电动鼓风机的起动起经过预先决定的时间后的所述二次电池的端子电压的差分，来改变所述二次电池的放电电流。

此外，优选的是，本发明的实施方式的电动吸尘器的所述控制部在所述差分大于预先决定的阈值的情况下，改变所述二次电池的放电电流。

进而，优选的是，本发明的实施方式的电动吸尘器的所述控制部在每次起动所述电动鼓风机时，基于所述差分来改变所述二次电池的放电电流。

进而另外，优选的是，本发明的实施方式的电动吸尘器的所述控制部在所述电动鼓风机的停止起至再起动为止的经过时间为预先决定的时间间隔以内的情况下，基于在所述电动鼓风机的停止前已计算出的所述差分，来改变所述二次电池的放电电流。

此外，优选的是，本发明的实施方式的电动吸尘器的所述控制部，即使在所述二次电池的端子电压为放电终止电压以下的情况下，也至经过比所述预先决定的时间长的判断时间为止继续所述电动鼓风机的驱动。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动吸尘器的立体图。

图2是本发明的实施方式的电动吸尘器的框图。

图3是本实施方式的电动吸尘器的放电电流调整控制的流程图。

图4是本实施方式的电动吸尘器的放电电流调整控制的其他例中的流程图。

具体实施方式

参照图1至图4对本发明的电动吸尘器的实施方式进行说明。

图1是本发明的实施方式的电动吸尘器的立体图。

如图1所示，本实施方式的电动吸尘器1是所谓的卧式(canister)。电动吸尘器1具备吸尘器主体2、能够装拆于吸尘器主体2的管部3、以及作为能够对吸尘器主体2拆装的电源的二次电池4。管部3与吸尘器主体2流体性的连接。

二次电池4例如是锂离子电池。二次电池4具备避免过充电、过放电的保护电路(省略图示)。

吸尘器主体2具备主体壳体5、分别设置于主体壳体5的左右两侧方的一对车轮6、配置于主体壳体5的前半部的能够装拆的尘埃分离集尘部7、收纳于主体壳体5的后半部的电动鼓风机8、主要控制电动鼓风机8的控制部9、以及用于二次电池4的充电的电源线11。

吸尘器主体2通过二次电池4蓄存的电力驱动电动鼓风机8。吸尘器主体2将由电动鼓风机8的驱动而产生的负压作用于管部3。电动吸尘器1穿过管部3从被清扫面吸入包含尘埃的空气(以下，称作“含尘空气”)，并从含尘空气中将尘埃分离，对分离后的尘埃进行捕集、蓄积，且将分离后的空气排出。

在主体壳体5的正面部设置有主体连接口12。主体连接口12是吸尘器主体2的流体性入口。主体连接口12将管部3与尘埃分离集尘部7流体性地连接。在主体壳体5的背面部设置有与二次电池4机械式连接的连结机构(省略图示)。

车轮6是在被清扫面支撑吸尘器主体2的大直径的行驶轮。

尘埃分离集尘部7从流入吸尘器主体2的含尘空气中将尘埃分离、捕集、积蓄，另一方面将除去了尘埃的清洁空气向电动鼓风机8输送。尘埃分离集尘部7既可以是离心分离方式，也可以是过滤分离方式。

电动鼓风机8消耗二次电池4蓄存的电力而产生负压。电动鼓风机8从尘埃分离集尘部7吸入空气而产生负压(吸入负压)。

控制部9具备微处理器(省略图示)、以及存储微处理器执行的各种运算程序、参数等的存储装置(省略图示)。存储装置存储与预先设定的多个运转模式相关的各种设定(自变量)。多个运转模式与电动鼓风机8的输出相关。在各个运转模式中设定有相互不同的输入值(电动鼓风机8的输入值、流入电动鼓风机8的电流值)。各个运转模式与在管部3受理的使用者的操作相对应。控制部9从预先设定的多个运转模式中择一地选择并从存储部中读出与在管部3受理的使用者的操作相对应的任意的运转模式，并根据读出来的运转模式的设定控制电动鼓风机8。

电源线11能够对吸尘器主体2装拆，从布线用插入连接器(省略图示，所谓的插座)将电力导向二次电池4。在电源线11的自由端部设置有连接插头14。二次电池4经由电源线11充电。

管部3利用由吸尘器主体2作用的负压，从被清扫面吸入含尘空气。此外，管部3将吸入的含尘空气导向吸尘器主体2。管部3具备作为能够对吸尘器主体2装拆地连接的接头的连接管19、与连接管19流体性地连接的集尘软管21、与集尘软管21流体性地连接的把手操作管22、从把手操作管22突出的把持部23、设置于把持部23的操作部24、能够装拆地与把手操作管22连接的延长管25、以及能够装拆地与延长管25连接的吸入口体26。

连接管19是能够向主体连接口12装拆地连接的接头，通过主体连接口12与尘埃分离集尘部7流体性地连接。

集尘软管21是纵长且可挠的大致圆筒形状的软管。集尘软管21的一方的端部(这里是后方的端部)与连接管19流体性地连接。集尘软管21通过连接管19与尘埃分离集尘部7流体性地连接。

把手操作管22将集尘软管21与延长管25转接。把手操作管22的一方的端部(这里是后方的端部)与集尘软管21的另一方的端部(这里是前方的端部)流体性地连接。把手操作管22通过集尘软管21以及连接管19与尘埃分离集尘部7流体性地连接。

把持部23是使用者为了操作电动吸尘器1用手把持的部分。把持部23具有使用者容易用手把持的适当的形状并从把手操作管22突出。

操作部24包含与各自的运转模式对应的开关。具体而言，操作部24具备与使电动鼓风机8的运转停止的操作对应的停止开关24a、与使电动鼓风机8的运转开始的操作对应的起动开关24b、与向吸入口体26的电源供给对应的电刷开关24c。停止开关24a以及起动开关24b与控制部9电连接。电动吸尘器1的使用者能够对操作部24进行操作来择一地选择电动鼓风机8的运转模式。起动开关24b在电动鼓风机8的运转中，也作为运转模式的选择开关而发挥功能。在该情况下，控制部9每次在由起动开关24b输入操作信号时，按强→中→弱→强→中→弱→………的顺序切换运转模式。另外，操作部24也可以代替单一的起动开关24b而是分别单独具备强模式运转开关(省略图示)、中模式运转开关(省略图示)、以及弱模式运转开关(省略图示)。

使多个筒状体重叠而成的伸缩构造的延长管25为能够伸缩的细长的大致圆筒状的管。在延长管25的一方的端部(这里是后方的端部)设置有能够对把手操作管22的另一方的端部(这里是前方的端部)装拆的接头构造。延长管25通过把手操作管22、集尘软管21以及连接管19与尘埃分离集尘部7流体性地连接。

吸入口体26能够在木地板、地毯等的被清扫面上行驶或者滑行。吸入口体26在处于行驶状态或者滑行状态下与被清扫面对置的底面，具有吸入口28。此外，吸入口体26具备配置于吸入口28的能够旋转的旋转清掃体29、以及驱动旋转清掃体29的电动机31。在吸入口体26的一方的端部(这里是后方的端部)设置有能够对延长管25的另一方的端部(这里是前方的端部)装拆的接头构造。吸入口体26通过延长管25、把手操作管22、集尘软管21以及连接管19与尘埃分离集尘部7流体性地连接。即，吸入口体26、延长管25、把手操作管22、集尘软管21、连接管19、以及尘埃分离集尘部7是从电动鼓风机8至吸入口28的吸入风路。电动机31每次在电刷开关24c被操作时交替反复运转开始与停止。

电动吸尘器1在起动开关24b被操作时起动电动鼓风机8。例如，若在电动鼓风机8停止着的状态下操作起动开关24b，则电动吸尘器1首先以强运转模式运转电动鼓风机8，若再次操作起动开关24b则以中运转模式运转电动鼓风机8，若第三次操作起动开关24b则以弱运转模式运转电动鼓风机8，以下相同地反复。强运转模式、中运转模式以及弱运转模式是预先设定的多个运转模式，向电动鼓风机8的输入值按强运转模式、中运转模式、弱运转模式的顺序减小。起动后的电动鼓风机8从尘埃分离集尘部7中将空气排出将其内部设为负压。

尘埃分离集尘部7内的负压依次通过主体连接口12、连接管19、集尘软管21、把手操作管22、延长管25、以及吸入口体26作用于吸入口28。电动吸尘器1利用作用于吸入口28的负压，将被清扫面上的尘埃与空气一同吸入吸入口28来清扫被清扫面。尘埃分离集尘部7从吸入电动吸尘器1的含尘空气中将尘埃分离、蓄积，另一方面将从含尘空气中分离出的空气向电动鼓风机8输送。电动鼓风机8将从尘埃分离集尘部7吸入的空气向吸尘器主体2外排出。

图2是本发明的实施方式的电动吸尘器的框图。

如图2所示，本实施方式的电动吸尘器1具备与二次电池4电连接的控制电路41。

控制电路41调整从二次电池4向电动鼓风机8流动的电流来控制电动鼓风机8的驱动。控制电路41具备电动鼓风机8以及控制部9，电动鼓风机8消耗二次电池4积蓄的电力而产生负压，控制部9控制电动鼓风机8的驱动，且基于电动鼓风机8停止的状态的二次电池4的端子电压v1、与从电动鼓风机8的起动起经过了预先决定的时间后的二次电池4的端子电压v2的差分δv，使二次电池4的放电电流变化。此外，控制电路41具备对将二次电池4与电动鼓风机8连接的电路43进行开闭的开关元件45、将二次电池4的端子电压转换为控制用电压并向控制部9供电的控制用电源部46、检测二次电池4的端子电压并向控制部9输出的电压检测部47、以及检测流过电动鼓风机8的电流并向控制部9输出的电流检测部48。

二次电池4的端子电压也被称作电池电压。

电动鼓风机8串联连接于二次电池4。

开关元件45例如为场效应晶体管(fieldeffecttransistor、fet)。开关元件45具备与控制部9连接的栅极。开关元件45根据栅极电流的变化改变电动鼓风机8的输入。

控制用电源部46将二次电池4的电压转换为适于控制部9的驱动的控制用电源电压。

电压检测部47与二次电池4并联连接。电压检测部47测定二次电池4的端子电压，并将计测结果转换为电信号向控制部9输出。

电流检测部48与电动鼓风机8串联连接。电流检测部48测定在电动鼓风机8中流动的电流，并将计测结果转换为电信号向控制部9输出。在对电动鼓风机8供给恒定电流的情况下，具体而言在对开关元件45进行切换向电动鼓风机8供给恒定电流的情况下，也可以不使用电流检测部48，而是将该恒定电流的设定值代用作电流检测部48的测定值。恒定电流的设定值与按运转模式、例如强运转模式、中运转模式、弱运转模式设定的电动鼓风机8的输入相对应。

然而，二次电池4的内部电阻受二次电池4的温度、劣化程度影响。二次电池4的温度越降低，或二次电池4的劣化越进展，则二次电池4的内部电阻越增加。

在二次电池4的内部电阻高于通常的状态下，若保持二次电池4的放电电流、甚至在电动鼓风机8中流动的电流地起动电动鼓风机8，则二次电池4的电压下降与通常时相比增加。电压下降越增加，则二次电池4的端子电压越有可能低于放电终止电压。

由于该端子电压的降低与二次电池4的充电率无关系地引发，因此即使在二次电池4的充电率充分的状态下，若因二次电池4的端子电压低于放电终止电压而在刚刚起动后致使电动鼓风机8停止，也有损对使用者的便利性。

为此，控制部9根据电动鼓风机8停止着的状态的二次电池4的端子电压v1与电动鼓风机8的起动起经过预先决定的时间后的二次电池4的端子电压v2与之差分δv、以及在电动鼓风机8中流动的电流，推断二次电池4的内部电阻，以在该推断出的二次电池4的内部电阻中，当前的二次电池4的端子电压大于二次电池4的放电终止电压的方式控制开关元件45来改变在电动鼓风机8中流动的电流、即二次电池4的放电电流。将改变该二次电池4的放电电流的控制称作放电电流调整控制。

另外，在控制部9切换开关元件45对电动鼓风机8供给恒定电流的情况下，在放电电流调整控制的期间中，抑制恒定电流控制。

对控制部9执行的放电电流调整控制详细进行说明。

图3是本实施方式的电动吸尘器的放电电流调整控制的流程图。

如图3所示，本实施方式的电动吸尘器1的控制部9在二次电池4安装于吸尘器主体2的状态下起动控制部9，开始放电电流调整控制。控制部9监视操作部24的起动开关24b(步骤s1否)，操作部24的起动开关24b被操作后(步骤s1是)，在起动电动鼓风机8前，测定电动鼓风机8停止着的状态的二次电池4的端子电压v1(步骤s2)。具体而言，控制部9取得电压检测部47输出的检测结果，并将其作为端子电压v1暂时存储。

控制部9在步骤s2中测定了端子电压v1后，控制开关元件45起动电动鼓风机8(步骤s3)。控制部9在起动电动鼓风机8后对经过时间进行计时(步骤s4)。在起动电动鼓风机8并经过预先决定的时间、例如2秒后(步骤s5是)，控制部9测定二次电池4的端子电压v2(步骤s6)。具体而言，控制部9取得电压检测部47输出的检测结果，并将其作为端子电压v2暂时存储。

控制部9计算(端子电压v1)－(端子电压v2)＝(差分δv)(步骤s7)，并根据该差分δv改变在电动鼓风机8中流动的电流、即二次电池4的放电电流(步骤s8)。

控制部9在每次起动电动鼓风机8时执行放电电流调整控制。换言之，控制部9在每次起动电动鼓风机8时基于差分δv改变二次电池4的放电电流。

在步骤s8中，对于改变放电电流的方式，大致使用2个方式。

第一方式是根据差分δv减少二次电池4的放电电流的方式。将其称作减少模式。在减少模式中，在步骤s3中起动电动鼓风机8时，将二次电池4的放电电流设定为与电动鼓风机8的通常的驱动控制相同的值、即所选择的运转模式中的按照设定的输入值。在步骤s8中，控制部9根据差分δv降低开关元件45的占空比，从而使在电动鼓风机8中流动的电流、即二次电池4的放电电流降低。

另外，在减少模式中，根据差分δv，无需一定使二次电池4的放电电流降低。例如，在差分δv大于预先决定的阈值的情况下，控制部9改变二次电池4的放电电流来驱动电动鼓风机8，另一方面，在差分δv为预先决定的阈值以下的情况下，控制部9不改变二次电池4的放电电流而是按照通常、例如通过在恒定电流控制中预定的恒定电流、即所选择的运转模式中的按照设定的输入值来驱动电动鼓风机8即可。关于该阈值，考虑到二次电池4的温度降低的程度、二次电池4的劣化的进展情况，优选设定在能够预估二次电池4的端子电压不会低于二次电池4的放电终止电压的范围内。

第二方式是根据差分δv增加二次电池4的放电电流的方式。将其称作增加模式。在增加模式中，在步骤s3中起动电动鼓风机8时，将二次电池4的放电电流设定为极低的值，以与二次电池4的温度条件、劣化状态无关地使二次电池4的端子电压大于二次电池4的放电终止电压。在步骤s8中，控制部9根据差分δv提高开关元件45的占空比，来增加在电动鼓风机8中流动的电流、即二次电池4的放电电流。

在减少模式、以及增加模式的任一个中，控制部9均根据差分δv与在电动鼓风机8中流动的电流推断二次电池4的内部电阻，并以在该二次电池4的内部电阻中、当前的二次电池4的端子电压大于二次电池4的放电终止电压的方式控制开关元件45，来改变在电动鼓风机8中流动的电流、即二次电池4的放电电流。该二次电池4的内部电阻的推断值、以及在推断出的内部电阻中、二次电池4的端子电压大于二次电池4的放电终止电压的二次电池4的放电电流的值，既可以由控制部9依次运算来设定，也可以在差分δv中通过实验预先确认适当的二次电池4的放电电流，并预先存储在控制部9的存储装置中。

即使二次电池4的端子电压为二次电池4的放电终止电压以下，电动鼓风机8起动起至经过预先决定的时间、例如2秒(步骤s5否)为止，并且至经过后步骤s8的处理结束、二次电池4的端子电压稳定为止的判断时间，例如至经过5秒为止，控制部9继续电动鼓风机8的驱动，抑制电动鼓风机8的停止。电动鼓风机8的起动时使电压下降增大的主要因素在于二次电池4的低温状态、或者二次电池4的劣化的进展，不会因该停止抑制而大幅度损伤二次电池4的寿命。

图4是本实施方式的电动吸尘器的放电电流调整控制的其他例中的流程图。

另外，图4的步骤s1至步骤s8是与图3的步骤s1至步骤s8相同的处理。由于说明重复，固省略步骤s1至步骤s8的说明。

如图4所示，本实施方式的电动吸尘器1的控制部9在电动鼓风机8的停止起至再起动为止的经过时间为预先决定的时间间隔以内的情况下，基于在电动鼓风机8的停止前已经计算出的差分δv，改变二次电池4的放电电流。该时间间隔设定为，能够判断为是否在使用者清扫中途、使电动吸尘器1暂时停止的程度的时间，例如设定为1分钟。此外，电动吸尘器1的暂时停止被设定地短于伴随放电而发热的二次电池4被冷却为环境气体温度程度的时间间隔、或二次电池4伴随1日的温度变化(昼夜的温度变化)而追随环境气体温度的时间间隔。

具体而言，控制部9改变二次电池4的放电电流(步骤s8)来驱动电动鼓风机8的中途，若操作部24的停止开关24a被操作(步骤s9是)，则停止电动鼓风机8，且实际上同时执行计时处理(步骤s10)，返回步骤s1。

接着，若操作部24的起动开关24b被再次操作(步骤s1是)，则控制部9在起动电动鼓风机8前，比较在步骤s10开始的计时处理的经过时间与预先决定的时间间隔(能够判断为暂时停止的时间间隔，例如1分)(步骤s11)。

在电动鼓风机8停止起至再起动为止的时间、即在步骤s10中开始的计时处理的经过时间为预先决定的时间间隔以内的情况下(步骤s11是)，控制部9从存储装置中读出在电动鼓风机8的停止以前已计算出的差分δv(步骤s12)。控制部9在从存储装置中读出在步骤s12中已计算出的差分δv后，跳过步骤s2至步骤s7，基于在电动鼓风机8的停止前已计算出的差分δv改变二次电池4的放电电流(步骤s8)。换言之，在电动鼓风机8被多次再起动，每次停止至再起动为止的经过时间为预先决定的时间间隔以内的情况下，控制部9基于在步骤s7中最后计算出的差分δv处理步骤s8。

另一方面，在步骤s10中开始了的计时处理的经过时间超过预先决定的时间间隔的情况(即非暂时停止、二次电池4的温度为环境气体温度程度的情况)下(步骤s11否)，控制部9向步骤s2前进，执行其以后的处理。

这样构成的本实施方式的电动吸尘器1基于电动鼓风机8停止着的状态下的二次电池4的端子电压v1与电动鼓风机8起动起经过预先决定的时间后的二次电池4的端子电压v2的差分δv，来改变二次电池4的放电电流。因此，电动吸尘器1即使在二次电池4的温度降低、或二次电池4的劣化进展而二次电池4的内部电阻增加，并由于电动鼓风机8的起动、电压下降增加的状况下，也能够防止在电动鼓风机8刚刚起动后停止，而继续电动鼓风机8的驱动。

此外，本实施方式的电动吸尘器1在差分δv大于预先决定的阈值的情况下，改变二次电池4的放电电流。因此，电动吸尘器1能够在无二次电池4的温度降低、劣化的理想运转状况下，如通常一样驱动电动鼓风机8。

进而，本实施方式的电动吸尘器1在每次起动电动鼓风机8时基于差分δv改变二次电池4的放电电流。因此，电动吸尘器1能够在电动鼓风机8的每次起动时，使二次电池4的放电电流适当。

此外，本实施方式的电动吸尘器1在电动鼓风机8的停止至再起动为止的经过时间在预先决定的时间间隔以内的情况下，基于电动鼓风机8的停止前已计算出的差分δv改变二次电池4的放电电流。因此，电动吸尘器1即使在短时间之中多次使电动鼓风机8再起动的状况下，也能够使二次电池4的放电电流适当。

进而，本实施方式的电动吸尘器1即使在二次电池4的端子电压为放电终止电压以下的情况下，在从电动鼓风机8起动起经过比预先决定的时间长的判断时间、至测定二次电池4的端子电压v2为止，继续电动鼓风机8的驱动。因此，即使与二次电池4的余量无关地、随着电压下降的增加而二次电池4的端子电压成为放电终止电压以下，电动吸尘器1也不停止电动鼓风机8、能够继续电动鼓风机8的驱动。

因此，根据本发明的电动吸尘器1，即使在二次电池4的内部电阻增加的状态下，也继续电动鼓风机8的驱动，能够确保运转时间，能够提高对使用者的便利性。

另外，本实施方式的电动吸尘器1只要是将二次电池4用于电动鼓风机8的电源，则不限于卧式，也可以是立式、杆式(stick)，或者手持型等任意形式的电动吸尘器。

虽说明了本发明的几种实施方式，但这些实施方式作为例子进行提示，无意限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨并且也包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围。

附图标记的说明

1…电动吸尘器，2…吸尘器主体，3…管部，4…二次电池，5…主体壳体，6…车轮，7…尘埃分离集尘部，8…电动鼓风机，9…控制部，11…电源线，12…主体连接口，14…连接插头，19…连接管，21…集尘软管，22…把手操作管，23…把持部，24…操作部，24a…停止开关，24b…起动开关，24c…电刷开关，25…延长管，26…吸入口体，28…吸入口，29…旋转清掃体，31…电动机，41…控制电路，43…电路，45…开关元件，46…控制用电源部，47…电压检测部，48…电流检测部。