JP2019154481A - 洗濯機を制御する制御方法、制御装置及びプログラム - Google Patents

洗濯機を制御する制御方法、制御装置及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】追加的な振動センサを要することなく洗濯機の運転に起因する振動を低減する技術を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する制御方法を開示する。制御方法は、前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得し、前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出し、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定し、前記推定された強度に基づいて前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定し、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力する。【選択図】図1

Description

本発明は、洗濯機が設置された床の振動を低減する技術に関する。
洗濯機は一般的に衣類が収容される洗濯槽を備える。洗濯槽が所定の回転軸周りに回転するとき、洗濯機と洗濯機が置かれた床との共振に起因して大きな振動が発生することがある。大きな振動は使用者を不快にさせることもある。
特許文献1は、洗濯機の筐体に取り付けられた振動センサから出力された振動データに応じて洗濯槽の回転速度を調整し、床と洗濯機との共振に起因する大きな振動を低減する技術を開示している。大きな振動が低減されるので、使用者の不快感は軽減される。
特開2010−35953号公報
特許文献1によれば、筐体に加えて洗濯槽にも振動センサが用いられている。洗濯槽に取り付けられた振動センサは、洗濯槽内の衣類が偏在しているか否かを判定するために一般的な洗濯機の多くにも用いられている。一方、筐体に取り付けられた振動センサは洗濯機の振動を検出するために専ら用いられ、洗濯機と洗濯機が置かれた床との共振を検出する機能を有さない洗濯機は筐体に取り付けられた振動センサを有していない。すなわち、特許文献1は洗濯機の振動を検出するために追加的な振動センサを必要としている。振動センサの追加は、洗濯機の製造コスト及び消費電力の増加に帰結する。
本発明は、追加的な振動センサを要することなく洗濯機の運転に起因する振動を低減する技術を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係る制御方法は、洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御するために用いられる。制御方法は、前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得し、前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出し、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定し、前記推定された強度に基づいて前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定し、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力する。
上記の構成によれば、動作モードを第1動作モードから第2動作モードへ変更する必要があるか否かの判定には洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報が用いられるので、洗濯槽に取り付けられた振動センサからの出力が判定処理に用いられる。したがって、筐体に取り付けられた追加的な振動センサは判定処理に必要とされない。
判定処理において推定された床の強度に基づいて動作モードが第1動作モードから第2動作モードへ変更される必要があると判定されるならば、動作モードを第2動作モードへ変更するための指示が洗濯機へ出力されるので、洗濯機は大きな振動を生じた第1動作モードとは異なる第2動作モードで動作する。この結果、洗濯機の運転に起因する振動は低減される。
上記の構成に関して、前記振動情報を取得することは、少なくとも1方向における振動成分を表す振動情報を所定の頻度で取得することを含んでもよい。
上記の構成によれば、少なくとも1方向における振動成分を表す振動情報が所定の頻度で取得されるので、少なくとも1方向における振動成分の時系列データが得られる。時系列データの時間データに基づいて、時系列データの一部を特徴量の算出に利用することが可能になる。この場合、判定処理のための演算の負荷は軽減される。
上記の構成に関して、前記第2動作モードは前記洗濯槽の回転の速度の変化パターンにおいて前記第1動作モードとは相違していてもよい。
第1動作モードで動作している洗濯機が床と共振しているときに大きな振動が生じているならば、使用者は大きな振動を不快に感じることもある。上記の構成によれば、第2動作モードは洗濯槽の回転の速度の変化パターンにおいて第1動作モードとは相違しているので、洗濯機及び床の共振は軽減される。
上記の構成に関して、前記洗濯機の前記動作モードは、前記洗濯槽が所定の目標回転数に向けて加速する加速モードを含んでもよい。前記指示を前記洗濯機へ出力することは、前記目標回転数を第1目標値から前記第1目標値とは異なる第2目標値に変更する指示を出力することを含んでもよい。
洗濯槽の目標回転数が第1目標値であるときに洗濯機が床と共振し大きな振動が生じているならば、使用者は大きな振動を不快に感じることもある。上記の構成によれば、目標回転数を第1目標値とは異なる第2目標値に変更する指示が出力されるので、洗濯機及び床の共振は軽減される。
上記の構成に関して、前記洗濯機の前記動作モードは、前記洗濯槽が所定の目標回転数に向けて加速する加速モードを含んでもよい。前記指示を前記洗濯機へ出力することは、前記目標回転数が所定の目標値に設定されている期間の短縮又は延長する指示を出力することを含んでもよい。
洗濯槽の回転数が所定の値であるときに洗濯機が床と共振しているならば、使用者は大きな振動を不快に感じることもある。上記の構成によれば、目標回転数が所定の目標値に設定されている期間の短縮又は延長する指示が出力されるので、洗濯槽の回転の速度の変化パターンは変更され、洗濯機及び床の共振は軽減される。
上記の構成に関して、前記特徴量を前記振動情報から抽出することは、振動加速度の最小値、最大値、平均及び標準偏差のうち少なくとも1つを抽出することを含んでもよい。
上記の構成によれば、振動加速度の最小値、最大値、平均及び標準偏差は単純な演算処理から算出される。すなわち、洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量の抽出には高い演算負荷は必要とされない。
上記の構成に関して、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、所定の機械学習アルゴリズムによって生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含んでもよい。
一般的に機械学習アルゴリズムは精度のよい相関モデルの生成に有用である。上記の構成によれば、床の強度は所定の機械学習アルゴリズムによって生成された相関モデルに基づいて推定されるので、床の強度に対する推定及び推定の後に行われる判定処理も精度よく行われる。
上記の構成に関して、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、前記特徴量と前記強度との間の相関関係を複数の設置条件に分類する相関モデルに前記抽出された特徴量を適用し、前記抽出された特徴量が前記複数の設置条件のうちいずれに属するかを推定することを含んでもよい。
上記の構成によれば、抽出された特徴量が複数の設置条件のうちいずれに属するかに関する判定結果に基づき、動作モードを第1動作モードから変更する必要があるか否かが決定されるので、相関モデルによって分類された設置条件の数と同数の動作モードが用意されればよい。複数の設置条件の中から洗濯機が現在設置されている設置環境が属する条件が見出されればよいので、過度に多くの設置条件は必要とされない。この結果、必要とされる動作モードも過度に多くならないので、判定処理は簡素化される。
上記の構成に関して制御方法は、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードの変更が必要であることを前記洗濯機の使用者に通知することと、前記動作モードの前記変更に対する前記使用者の許否を受け付けることと、を更に備えてもよい。
上記の構成によれば、使用者は動作モードの変更が必要であることを知った上で、動作モードを変更するか否かを決定することができる。
上記の構成に関して制御方法は、前記動作モードが前記第1動作モードから前記第2動作モードに変更されたことを使用者に通知することを更に備えてもよい。
上記の構成によれば、使用者は動作モードが第1動作モードから第2動作モードに変更されたことを知ることができるので、振動を低減するための処理が実行されたことを確認することができる。
上記の構成に関して制御方法は、前記第2動作モードに変更された前記動作モードを前記第1動作モードに戻すことが要求されると、前記動作モードを前記第1動作モードに戻すことを更に備えてもよい。
洗濯機の設置場所が変更されたときに第2動作モードで動作する洗濯機は新たな設置場所の床と共振し、大きな振動を引き起こすこともある。上記の構成によれば、動作モードが第1モードに戻されるので大きな振動は解消される。
上記の構成に関して、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、前記振動が時系列で蓄積されたログ情報に基づいて生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含んでもよい。
上記の構成によれば、床の強度の推定に用いられる相関モデルは振動が時系列で蓄積されたログ情報に基づいて生成されているので、床の強度は洗濯機の動作に起因して生じた実際の振動に基づいて推定される。したがって、床の強度は高い精度で推定される。
上記の構成に関して、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、所定の閾値負荷以下の負荷が加わる動作環境の下で動作している前記洗濯機の前記振動が時系列で蓄積されたログ情報に基づいて生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含んでもよい。
上記の構成によれば、ログ情報は所定の閾値負荷以下の負荷が加わる動作環境の下で動作している洗濯機から得られているので、洗濯機の負荷が振動に与える影響は判定処理に用いられる相関モデルから排除されている。したがって、相関モデルは洗濯機の動作と床との関係を精度よく表すことができる。
本発明の他の局面に係る制御装置は、洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する。制御装置は、前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得する取得部と、前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出する抽出部と、前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定する推定部と、前記推定された強度に基づいて、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定する判定部と、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力する出力部と、を備える。
上記の構成によれば、取得部は洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得するので、振動情報として洗濯機に取り付けられた振動センサからの出力が利用される。したがって、筐体に取り付けられた追加的な振動センサは判定処理に必要とされない。
判定部が床の強度に基づいて動作モードが第1動作モードから第2動作モードへ変更される必要があると判定されるならば、出力部は動作モードを第2動作モードへ変更するための指示を洗濯機へ出力するので、洗濯機は大きな振動を生じた第1動作モードとは異なる第2動作モードで動作する。この結果、洗濯機の運転に起因する振動は低減される。
本発明の更に他の局面に係るプログラムは、コンピュータを、洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する制御装置として動作させる。プログラムは、前記コンピュータに、(i)前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の振動を表す振動情報を取得させ、(ii)前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出させ、(iii)前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定させ、(iv)前記推定された強度に基づいて、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定させ、(v)前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力させる。
上記の構成によれば、動作モードを第1動作モードから第2動作モードへ変更する必要があるか否かの判定には洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報が用いられるので、洗濯槽に取り付けられた振動センサからの出力が判定処理に用いられる。したがって、筐体に取り付けられた追加的な振動センサは判定処理に必要とされない。
判定処理において推定された床の強度に基づいて動作モードが第1動作モードから第2動作モードへ変更される必要があると判定されるならば、動作モードを第2動作モードへ変更するための指示が洗濯機へ出力されるので、洗濯機は大きな振動を生じた第1動作モードとは異なる第2動作モードで動作する。この結果、洗濯機の運転に起因する振動は低減される。
上述の技術は、追加的な振動センサを要することなく洗濯機の運転に起因する振動を低減することができる。
洗濯機を制御する制御装置の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。 制御対象の例示的な洗濯機の概略的な断面図である。 制御装置が実行する判定処理に用いられる相関モデルを作成するための例示的な実験条件を表す概念図である。 判定処理が行われるときの洗濯機の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。 制御装置の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。 制御装置からの制御指示に応じた洗濯機の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。 洗濯機の表示部に表示される例示的な画像である。 洗濯機の表示部に表示される例示的な画像である。 洗濯機の表示部に表示される例示的な画像である。 洗濯機の振動検知部によって検知された振動加速度と洗濯機のドラムの回転速度との間の概略的な関係を表すグラフである。 制御プログラム1及び制御プログラム2によって定められる洗濯機の動作モードを表す概略的なグラフである。 制御プログラム2及び制御プログラム3によって定められる洗濯機の動作モードを表す概略的なグラフである。 相関モデルから得られた推定結果である。
<制御対象の洗濯機>
図2は、制御対象の例示的な洗濯機200の概略的な断面図である。図2を参照して、洗濯機200が説明される。
洗濯機200は、筐体210と、筐体210の外面に形成された開口部を閉じる扉220と、扉220の上方に配置された入力インターフェース230と、筐体210内に配置された洗濯機構240と、を備える。筐体210は前面211と、前面211とは反対側の後面212と、を含む。筐体210に対して用いられたこれらの名称に合わせて、「前」及び「後」といった方向を表す用語が以下に用いられる。これらの方向は説明の明瞭化のみを目的として用いられており、限定的に解釈されるべきではない。
筐体210の前面211に扉220及び入力インターフェース230は現れる。扉220及び入力インターフェース230は使用者によって操作される。使用者は扉220を開き、衣類を洗濯機構240に投入したり洗濯機構240から取り出したりすることができる。洗濯機構240が衣類を洗濯している間、扉220は閉じられている。この結果、衣類の洗濯に用いられる水は筐体210の外に飛び出さない。衣類が洗濯される前に、使用者は入力インターフェース230を操作し、洗濯機構240を作動させたり、停止させたり、洗濯機構240の洗濯動作に関する設定を変更したりすることができる。加えて、入力インターフェース230は洗濯機200の動作状態を表示する機能を有してもよい。入力インターフェース230は、タッチパネルであってもよい。代替的に又は追加的に、入力インターフェース230は押しボタンやダイヤルといった操作部位を含んでいてもよい。
入力インターフェース230を通じて入力された設定に従って、洗濯機構240は衣類を洗濯する。洗濯機構240は、洗濯槽241と、洗濯槽241の後方に配置されたモータ242と、洗濯槽241の上方に配置された給水部243と、洗濯槽241の下方に配置された排水部244と、を含む。洗濯槽241はモータ242の作動下で回転運動し、衣類を洗濯したり脱水したりする。給水部243は、衣類の洗濯に用いられる水を洗濯槽241に供給する。排水部244は、衣類の洗濯に用いられた水や衣類から脱水された水を筐体210の外に排水する。
筐体210内に配置された洗濯槽241は、全体的に円筒状の外槽245と、外槽245内に配置されたドラム246と、を含む。外槽245及びドラム246は閉位置にある扉220に向けて開口している。扉220が使用者によって開かれると、使用者は衣類をドラム246に投入したりドラム246から取り出したりすることができる。ドラム246を略全体的に取り囲むように外槽245は形成されている。外槽245は、筐体210内に配置されたサスペンション機構(図示せず)によって筐体210内で吊されている。
外槽245は略円板状の底壁251と、底壁251の外周縁から前方に延出した円筒を形成する周壁252と、周壁252の前縁から内方に屈曲した環状の壁部を形成する前壁253と、前壁253の内周縁から前方に突出した略円筒状の突出壁254と、を含む。底壁251にはモータ242が取り付けられている。底壁251は、モータ242の回転軸RAXに対して略直角である。モータ242の回転軸RAXは図2において、前方に向けて上方に傾斜した鎖線で表されている。回転軸RAXに略一致する中心軸を有する周壁252は水が貯留される貯留空間255を、底壁251及び前壁253と協働して形成している。周壁252には給水部243及び排水部244が連結されている。給水部243から供給された水は貯留空間255に一時的に貯められ、ドラム246内の衣類の洗濯に用いられる。洗濯の後、洗濯に用いられた水は貯留空間255から排水部244を通じて筐体210の外に排水される。貯留空間255の前方で、突出壁254は前壁253から前方に突出している。突出壁254の先端縁は閉位置にある扉220の内面に圧接され、貯留空間255からの水の漏出を防ぐシール構造を形成する。
貯留空間255内に配置されたドラム246は略円板状の底壁261と、底壁261の外周縁から前方に延出した円筒を形成する周壁262と、周壁262の前縁から内方に屈曲した環状の壁部を形成する前壁263と、を含む。底壁261はモータ242から回転力を受け、回転軸RAX周りに回転する。底壁261に連なる周壁262及び前壁263もモータ242の作動下で回転する。周壁262には多数の貫通孔264が形成されている。これらの貫通孔264を通じて貯留空間255内の水はドラム246内に流入する。加えてこれらの貫通孔264を通じて、洗濯の後の脱水行程において衣類から脱水された水はドラム246の外に排出される。多数の貫通孔264が穿設された周壁262の前端に形成された前壁263が形成する開口領域は、外槽245の突出壁254が形成する開口領域よりも広い。したがって、ドラム246の前壁263は洗濯槽241からの衣類の出入を邪魔しない。
洗濯槽241を駆動するモータ242は、回転軸RAX周りに双方向に回転するシャフト247を含む。シャフト247は外槽245の底壁251を貫き、ドラム246の底壁261に連結されている。この結果、モータ242の回転力はドラム246に伝達される。
モータ242によって駆動される洗濯槽241への給水を担う給水部243は、水の流動経路を形成する管部材及び管部材に取り付けられた弁を含む。給水部243の管部材は、洗剤が収容された洗剤収容部(図示せず)を通過する流動経路と洗剤収容部を通過しない流動経路とを形成してもよい。給水部243の弁のうち1つは、洗濯槽241への給水経路を開いたり閉じたりする。給水部243の弁のうち他のもう1つは、洗剤収容部を通過する流動経路と洗剤収容部を通過しない流動経路の選択に用いられる。これらの弁は、洗濯槽241の動作を定める所定の動作プログラムによって指定されたタイミングで動作する。
洗濯槽241へ給水部243を通じて供給された水は排水部244を通じて筐体210の外に排出される。排水部244は、水の流動経路を形成する管部材と、管部材を流れる水から異物を除去するフィルタと、管部材によって形成された流動経路を開いたり閉じたりする弁と、を含む。排水部244の弁は給水部243の弁と同様に、洗濯槽241の動作を定める所定の動作プログラムによって指定されたタイミングで動作する。
洗濯機200の概略的な動作が以下に説明される。
使用者は扉220を開き、衣類をドラム246に投入する。使用者はその後、扉220を閉じ洗濯機200に所定の動作プログラムを実行させる。洗濯機200は動作プログラムに従って、洗い行程、濯ぎ行程、脱水行程及び乾燥行程を順次実行する。これらの行程が概略的に以下に説明される。
洗い行程において、給水部243は水を貯留空間255に供給する。貯留空間255に供給された水のうち少なくとも一部は洗剤収容部を通過し、洗剤とともに貯留空間255に供給される。その後、モータ242は作動し、ドラム246は回転軸RAX周りに回転する。この結果、ドラム246内の衣類はドラム246の周壁262によって上方へ移動された後、上方位置から落下する(すなわち、叩き洗い)。したがって、衣類は効果的に洗浄される。
衣類が洗浄された後、濯ぎ行程が実行される。濯ぎ行程において、給水部243は洗剤収容部を通過させることなく水を貯留空間255に供給する。貯留空間255内で衣類はドラム246の回転によって攪拌され、洗剤は衣類から取り除かれる。濯ぎ行程において、給水部243を通じた給水及び排水部244を通じた排水が繰り返され、衣類に付着した洗剤のほとんどが除去される。
洗剤の除去がなされた衣類は脱水行程を受ける。脱水行程において、モータ242はドラム246を高速で回転する。この結果、衣類に含浸した水は遠心分離される。
衣類からの脱水の後、乾燥行程が実行される。乾燥行程において、筐体210内に収容された乾燥機構が作動される。乾燥機構は貯留空間255に高温の乾燥空気を送り込み、ドラム246内の衣類を乾燥する。衣類は乾燥行程の間、ドラム246の回転によって攪拌され、高温の乾燥空気に満遍なく曝される。乾燥行程の後、使用者は扉220を開き、乾燥した衣類を洗濯槽241から取り出すことができる。
上述の一連の洗濯行程(即ち、洗い行程、濯ぎ行程、脱水行程及び乾燥行程)の間、衣類はドラム246内で偏在することもある。偏在した衣類は加振力を引き起こし、洗濯槽241を振動させる。加えて、洗濯槽241のドラム246を回転するモータ242も振動源として作用する。これらの振動源によって引き起こされた振動は筐体210を通じて、洗濯機200が置かれた床に伝達される。ドラム246の回転周波数が、洗濯機200が置かれた床及び洗濯機200の周囲の家屋構造によって定まる共振周波数に近いならば、使用者は大きな振動を感じる。洗濯機200と洗濯機200が置かれた床とに起因して生じた大きな振動を低減するように、制御装置100は洗濯機200の動作モードを洗濯機200との通信下で制御する。洗濯機200に対する制御が以下に説明される。
<洗濯機に対する制御>
図1は、洗濯機200を制御する制御装置100の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図1及び図2を参照して、洗濯機200に対する制御が説明される。
洗濯機200及び制御装置100は通信可能に形成されている。制御装置100は洗濯機200と通信し、洗濯機200の状態を表す状態データを取得する。制御装置100は状態データに基づき、洗濯機200を制御する。制御装置100に加えて、洗濯機200の状態を表す状態データを取得するための部位、制御装置100の制御下で動作する部位及び制御装置100と通信する部位が洗濯機200の機能構成として図1に示されている。制御装置100の説明の前にこれらの部位が以下に説明される。
洗濯機200は、状態データを取得するための部位として振動検知部271、回転検知部272、測定部273及び記憶部274を含む。振動検知部271は、外槽245の周壁252の上部に取り付けられた振動センサであってもよい(図2を参照)。回転検知部272はモータ242が回転するときに生ずる電流の大きさ(以下、「トルク電流値」と称される)を計測する電流計として機能する。測定部273は、トルク電流値から洗濯槽241に投入された衣類の量(以下、「布量」と称される)を換算する演算素子であってもよい。記憶部274は、振動検知部271及び回転検知部272から得られた振動情報及びトルク電流値(すなわち、状態データ)を記憶するメモリであってもよい。これらの要素が以下に説明される。
振動検知部271として用いられる振動センサは図1に示されるように、周壁252の前端の近くに取り付けられている。振動センサは互いに直交する3軸方向における振動加速度を表す振動検出信号を生成する。振動検出信号は振動検知部271から記憶部274へ出力される。記憶部274は振動検出信号によって表される振動情報を状態データの一部として記憶する。
記憶部274は振動検出信号だけでなく回転検知部272によって生成された回転検出信号をも受け取る。回転検知部272はモータ242に取り付けられ、モータ242のトルク電流値を表す回転検出信号を生成する。トルク電流値は状態データの一部として記憶部274に格納される。トルク電流値を測定する電流計に加えて、回転検知部272はモータ242のロータの位置を検出する位置検出素子を含んでもよい。位置検出素子が検出したロータの位置に関するデータはモータ242に対するフィードバック制御に利用されてもよい。
モータ242のトルク電流値を表す電流データは測定部273によって記憶部274から読み出される。測定部273はトルク電流値に基づいて布量を測定する。トルク電流値が大きいとき、測定部273は大きな布量を所定の換算式に基づいて算出する。一方、トルク電流値が小さいとき、測定部273は小さな布量を所定の換算式に基づいて算出する。算出された布量に応じてモータ242の回転は調整される。
トルク電流値を表す電流データ及び洗濯槽241の振動を表す振動情報だけでなくモータ242の回転の変化パターンをそれぞれ定める複数の制御プログラムが記憶部274に格納されている。複数の制御プログラムのうち1つが、洗濯機200と通信するように形成された制御装置100の制御下で選択され、選択された制御プログラムに基づいて洗濯機200は動作する。制御装置100と通信する部位及び制御装置100の制御下で動作する部位が以下に説明される。
制御装置100と通信する部位として通信部281が図1に示されている。通信部281は複数の機器の間で通信を行うように設計された一般的な通信モジュールであってもよい。通信部281は制御プログラムの実行が完了すると、通信ネットワークCNWを通じて記憶部274に格納された状態データを制御装置100に送信する。制御装置100は状態データを参照して所定の判定処理を行い、判定結果に基づく制御指示を生成する。制御指示は制御装置100から洗濯機200の通信部281に送信される。通信部281が受信した制御指示に基づいて洗濯機200は動作する。
洗濯機200は、制御装置100の制御下で動作する部位として上述のモータ242及び入力インターフェース230を含む。これらに加えて、洗濯機200は制御パターン変更部282、駆動制御部283及び表示制御部284を含む。制御パターン変更部282は制御指示に基づいて、記憶部274に格納された複数の制御プログラムのうち1つを選択する。選択された制御プログラムは制御パターン変更部282から駆動制御部283へ出力される。駆動制御部283は制御パターン変更部282によって選択された制御プログラム及び測定部273によって測定された布量に基づきモータ242の回転速度を決定する。モータ242は決定された回転速度で回転する。
モータ242の回転速度を決定する駆動制御部283とともに表示制御部284も制御パターン変更部282の制御を受ける。制御パターン変更部282が複数の制御プログラムのうち1つから他のもう1つに変更すると、表示制御部284は制御プログラムの変更がなされたことが入力インターフェース230に表示されるように入力インターフェース230を制御する。
入力インターフェース230は、表示部231と入力部232とを含む。表示部231は表示制御部284の制御下で様々な画像(文字列、アイコン及び他の画像)を表示する。制御パターン変更部282が上述の如く複数の制御プログラムのうち1つから他のもう1つに変更すると、表示部231は表示制御部284の制御下で制御プログラムの変更がなされたことを表す画像を表示する。表示部231は制御プログラムの変更がなされる前に、制御プログラムの変更の許否を使用者に確認するための画像を表示することもできる。使用者は入力部232を操作し、制御プログラムの変更の許否を表す判断を洗濯機200に入力することができる。使用者の判断は入力部232から制御パターン変更部282へ出力される。制御パターン変更部282は使用者が制御パターンの変更を許可したときに限って制御プログラムを変更する。
制御パターンの変更の許否の入力だけでなく、入力部232は制御装置100に判定処理を要求する判定要求を入力するためにも利用される。判定要求は入力部232から通信部281へ出力される。通信部281は状態データとともに判定要求の有無を表す情報を送信する。
通信部281から制御装置100へ送信される送信データの例示的な内容が以下の「表1」に示される。
Figure 2019154481
「表1」の「加速度A」、「加速度B」及び「加速度C」の欄に表されるデータは振動検知部271から得られた振動情報である。「加速度A」の欄に表されるデータは、所定の第1軸に沿う方向の振動加速度を表している。「加速度B」の欄に表されるデータは、第1軸に直角の第2軸に沿う方向の振動加速度を表している。「加速度C」の欄に表されるデータは、第1軸及び第2軸に直角の第3軸に沿う方向の振動加速度を表している。「表1」の「トルク電流値」の欄に表されるデータは回転検知部272から得られている。これらの欄に表されたデータは時刻とともに記憶部274に格納される。「表1」の「時刻」の欄に表される「0.0」は洗濯機200の運転開始時刻を表している。「時刻」の欄の他の値は運転開始時刻からの経過時間を表している。したがって、「表1」に示される情報データは振動加速度及びトルク電流値が時系列で蓄積されたログ情報である。
「表1」の「判定要求」の欄は、使用者が入力部232を操作し制御装置100が所定の判定処理を行うことを要求しているか否かを表している。「判定要求」の欄の「ON」は、使用者が制御装置100の判定処理を要求していることを表している。「判定要求」の欄の「OFF」は、使用者が制御装置100の判定処理を要求していないことを表している。
制御装置100は「表1」に示される送信データに基づき判定処理を行う。判定処理を行うための制御装置100の例示的な機能構成が以下に説明される。
制御装置100は、通信部110と、取得部120と、抽出部130と、判定処理部140と、モデル記憶部150と、を備える。通信部110は「表1」の送信データを受け取る入力部として機能するだけでなく制御装置100の判定処理の結果得られた制御指示を出力する出力部としても機能する通信モジュールである。取得部120は、送信データを格納するとともに格納された送信データを抽出部130に出力するか否かを決定する。抽出部130は取得部120が出力した送信データから所定の特徴量を抽出する。判定処理部140は抽出部130によって抽出された特徴量とモデル記憶部150に記憶された相関モデルとに基づいて、所定の判定処理を行うとともに洗濯機200の振動を低減するための制御指示を生成する。これらの要素が以下に説明される。
洗濯機200の通信部281が「表1」に示される送信データを送信すると、制御装置100の通信部110は送信データを受信する。送信データはその後、通信部110から取得部120へ出力される。
取得部120はデータ記憶部121と出力処理部122とを含む。データ記憶部121は通信部110が受信した送信データを格納する。送信データが格納されると、データ記憶部121が送信データを洗濯機200から受け取ったことがデータ記憶部121から出力処理部122へ通知される。データ記憶部121から通知を受けた出力処理部122は送信データの欄の「判定要求」の欄(図1を参照)を参照する。「判定要求」の欄のデータが「OFF」であるならば、出力処理部122は送信データを抽出部130へ出力しない。「判定要求」の欄のデータが「ON」であるならば、出力処理部122は抽出部130に送信データを出力する。
抽出部130は送信データから所定の特徴量を抽出する。抽出部130によって抽出される例示的な特徴量が以下の表に示されている。
Figure 2019154481
抽出部130は表1の「加速度A」、「加速度B」及び「加速度C」の欄に示されたデータからこれらの欄それぞれのデータの最小値、最大値及び標準偏差を特徴量として演算し、表2に示される抽出データを生成する。抽出データは判定処理部140へ出力される。
判定処理部140は、推定部141と判定部142とを含む。推定部141は抽出データに基づき、洗濯機200が設置された床を複数の強度カテゴリのうちいずれに属するかを推定する。判定部142は推定結果に基づき、制御パターンの変更が必要であるか否かを判定する。これらの要素が以下に説明される。
推定部141は抽出データを受け取ると、モデル記憶部150内に予め格納された相関モデル(洗濯機200が設置された床の強度と上述の特徴量との間の相関を表すモデル)を読み出す。相関モデルは実験的に作成されてもよい。相関モデルを作成するための例示的な手法が以下に説明される。
図3は相関モデルを作成するための例示的な実験条件を表す概念図である。図1乃至図3を参照して、相関モデルを作成するための実験条件が説明される。
図3は、洗濯機200が設置される設置面について3つの設置条件(設置条件1乃至設置条件3)を示している。設置条件1は、複数の柱によって空中で支持された薄い木板によって形成された設置面である。設置条件2は、複数の柱によって空中で支持された厚い木板によって形成された設置面である。設置条件3は、地面に置かれた鋼板によって形成された設置面である。設置面の強度(すなわち、設置面の変形のしにくさ)に関して、設置条件1が最も低く、設置条件3が最も高い。設置面の強度は振動に最も影響する因子のうちの1つである。洗濯機200は衣類が洗濯槽241に投入されていない条件下で設置条件1乃至設置条件3の設置面それぞれの上で運転され、振動検知部271から出力された振動検出信号によって表される振動情報(「表1」の「加速度A」、「加速度B」及び「加速度C」の欄に示されるログ情報)が記録される。
得られた振動情報は、所定の機械学習アルゴリズムによって解析される。機械学習アルゴリズムは振動情報を複数のデータ群に仕分ける境界条件を見出すように設計されている。たとえば、機械学習アルゴリズムは、K−meansアルゴリズムであってもよいし、ロジスティック回帰アルゴリズムであってもよい。
機械学習アルゴリズムによって生成された境界条件は、図3において「yAB」,「yBC」の記号を用いて表されている。記号「yAB」によって表される境界条件は、設置条件1の下で得られたデータ群と設置条件2の下で得られたデータ群との間の境界を表している。記号「yBC」によって表される境界条件は、設置条件2の下で得られたデータ群と設置条件3の下で得られたデータ群との間の境界を表している。境界条件「yAB」,「yBC」を表す数式が示される。
Figure 2019154481
上述の数式によって表される境界条件「yAB」,「yBC」は相関モデルとしてモデル記憶部150に記憶される。記憶された相関モデルは判定処理部140の推定部141の推定処理に利用される。推定部141の推定処理が以下に説明される。
推定部141はモデル記憶部150に記憶された相関モデルを読み出す。推定部141は抽出部130から出力された特徴量(「表2」を参照)を相関モデルに当て嵌め(すなわち、x〜xに「表2」の最小値、最大値及び標準偏差を代入し)、境界条件「yAB」,「yBC」の値を算出する。推定部141は、境界条件「yAB」,「yBC」の算出値に基づき、「表2」に示される特徴量が設置条件1乃至設置条件3のうちいずれの条件の下で得られているかを推定する。推定部141の例示的な推定処理が以下の表に概念的に表されている。
Figure 2019154481
上記の「表3」によれば、境界条件「yAB」の算出値が正の値であるとき、設置条件1から得られた振動情報であるとの推定結果が推定部141から判定部142に出力される。境界条件「yAB」の算出値が負の値であり且つ境界条件「yBC」の算出値が正の値であるとき、設置条件2から得られた振動情報であるとの推定結果が推定部141から判定部142に出力される。境界条件「yBC」の算出値が負の値であるとき、設置条件3から得られた振動情報であるとの推定結果が推定部141から判定部142に出力される。推定結果を受け取った判定部142の判定処理が以下に説明される。
判定部142は、推定結果に基づいて現在実行されている制御プログラムが変更されるべきか否かを判定する。判定部142は3つの制御プログラム(以下、「制御プログラム1」、「制御プログラム2」及び「制御プログラム3」と称される)を推定部141が推定し得る3つの推定結果(「表3」を参照)に関連づけて記憶している。3つの推定結果と3つの制御プログラムとの間の関係を表す対応表が以下に示される。
Figure 2019154481
制御プログラム1は設置条件1において振動を低いレベルに抑えるように設計されたプログラムとして洗濯機200の記憶部274に記憶されている。制御プログラム2は設置条件2において振動を低いレベルに抑えるように設計されたプログラムとして洗濯機200の記憶部274に記憶されている。制御プログラム3は設置条件3において振動を低いレベルに抑えるように設計されたプログラムとして洗濯機200の記憶部274に記憶されている。
これらの制御プログラムと3つの推定結果との間の対応関係に加えて、判定部142は、現在実行されている制御プログラムが何であるかを表す情報を有している。判定部142が制御プログラムの変更を以前に要求していないならば、設置条件2に適した「制御プログラム2」が現在実行されている制御プログラムとして取り扱われる。判定部142が制御プログラムの変更を以前に要求しているならば、直前に設定された制御プログラムが現在実行されている制御プログラムとして取り扱われる。
現在実行されている制御プログラムが制御プログラム2であるときにおいて設置条件1又は設置条件3から得られた振動情報であるとの推定結果が推定部141から判定部142へ出力されるならば、判定部142は制御プログラム2が制御プログラム1又は制御プログラム3へ変更されるべきであると判定する。この場合、判定部142は制御プログラム2を制御プログラム1又は制御プログラム3へ変更することを要求する制御指示を生成する。一方、設置条件2から得られた振動情報であるとの推定結果が推定部141から判定部142へ出力されるならば、判定部142は制御プログラムの変更は不要であると判定する。この場合、制御プログラム2を維持することを要求する制御指示を生成する。
制御プログラムの変更又は制御プログラムの維持を要求する制御指示は判定部142から通信部110へ出力される。制御指示はその後、制御装置100及び洗濯機200の通信部110,281間の通信を通じて洗濯機200へ受け渡され、洗濯機200の制御パターン変更部282に伝達される。
制御パターン変更部282は制御指示に応じて動作する。制御指示が制御プログラム2から制御プログラム1への変更を指示しているならば、制御パターン変更部282は記憶部274から制御プログラム1を読み出し、読み出された制御プログラム1を駆動制御部283へ出力する。この場合、制御プログラム1に従って駆動制御部283はモータ242を制御する。同様に、制御指示が制御プログラム2から制御プログラム3への変更を指示しているならば、制御パターン変更部282は記憶部274から制御プログラム3を読み出し、読み出された制御プログラム3を駆動制御部283へ出力する。この場合、制御プログラム3に従って駆動制御部283はモータ242を制御する。制御指示が制御プログラム2の維持を指示しているならば、制御パターン変更部282は制御プログラムの出力動作を実行しない。この場合、制御プログラム2に従って駆動制御部283はモータ242を制御する。
駆動制御部283に対する動作に加えて、制御パターン変更部282は表示制御部284に対しても制御指示に応じた動作を実行する。制御指示が制御プログラム2から制御プログラム1又は制御プログラム3への変更を指示しているならば、制御パターン変更部282は制御プログラムの変更の許否を確認するための確認画像の表示を表示制御部284に要求する。制御指示が制御プログラム2の維持を指示しているならば、制御パターン変更部282は制御プログラムの変更がなされない旨或いは制御プログラムの維持を推奨する旨を表す通知画像の表示を表示制御部284に要求する。表示制御部284は制御パターン変更部282からの要求に応じた画像が表示されるように表示部231を制御する。
制御プログラムの変更がなされるか否かの判定処理のタイミングは使用者によって決定される。例えば、使用者が洗濯機200の振動が大きいと感じたときに、判定処理が実行されてもよい。判定処理が行われるときの洗濯機200の動作が以下に説明される。
図4は、判定処理が行われるときの洗濯機200の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図1、図2及び図4を参照して、判定処理が行われるときの洗濯機200の動作が説明される。
(ステップS110)
洗濯機200は、使用者が判定処理を要求することを待つ。使用者が入力部232を操作し判定処理を要求すると、判定処理の要求は入力部232から制御パターン変更部282へ出力される。その後、ステップS120が実行される。
(ステップS120)
制御パターン変更部282は洗濯槽241からの衣類の除去を促すメッセージ画像の表示を表示制御部284に要求する。表示制御部284は制御パターン変更部282からの要求に応じて表示部231に要求されたメッセージ画像を表示させる。メッセージ画像の表示の後、ステップS130が実行される。
(ステップS130)
洗濯機200は、使用者が洗濯機200の運転開始を要求することを待つ。使用者が入力部232を操作し洗濯機200の運転開始を要求すると、運転開始の要求は入力部232から制御パターン変更部282へ出力される。その後、ステップS140が実行される。
(ステップS140)
制御パターン変更部282は駆動制御部283にモータ242の回転を指示する。駆動制御部283は制御パターン変更部282からの指示に応じてモータ242を回転する。このとき、駆動制御部283は制御プログラム2(ステップS110の前に用いられている制御プログラム)を用いてモータ242を制御する。モータ242に対する制御の開始後、ステップS150が実行される。
(ステップS150)
モータ242の回転の間、回転検知部272はモータ242のトルク電流を検知し、トルク電流値を表す回転検出信号を生成する。回転検出信号は回転検知部272から記憶部274へ出力される。記憶部274は回転検出信号によって表されるトルク電流値を記憶する。トルク電流値は測定部273によって記憶部274から読み出される。測定部273は読み出されたトルク電流値から布量を換算する。測定部273は換算値に基づき、洗濯槽241に衣類が存在しているか否かを判定する。測定部273が洗濯槽241に衣類が存在していると判定するならば、ステップS160が実行される。他の場合にはステップS170が実行される。
(ステップS160)
洗濯槽241に衣類が存在していることを表す通知が測定部273から制御パターン変更部282へ出力される。制御パターン変更部282は測定部273からの通知に応じて、モータ242の停止を駆動制御部283に指示する。駆動制御部283は制御パターン変更部282からの指示に応じてモータ242を停止させる。その後、ステップS120が実行される。
(ステップS170)
記憶部274は振動検知部271から出力された振動検出信号が表す振動加速度を所定の時間間隔で記憶し、状態データ(「表1」を参照)を作成する。振動加速度が所定の期間記憶されると、或いは、所定量の振動情報が記憶部274に記憶されると、ステップS180が実行される。
(ステップS180)
制御パターン変更部282はモータ242の停止を駆動制御部283に指示する。駆動制御部283は制御パターン変更部282からの指示に応じてモータ242を停止させる。その後、ステップS190が実行される。
(ステップS190)
通信部281は記憶部274から状態データを読み出し、表1を参照して説明された送信データを生成する。このとき送信データの判定要求の欄のデータは、ステップS110において判定要求がなされているので「ON」になっている。生成された送信データは通信ネットワークCNWを通じて、洗濯機200の通信部281から制御装置100の通信部110へ送信される。
制御装置100は通信部110が受信した送信データを用いて制御プログラムの変更が必要であるか否かを判定する。制御プログラムの変更の要否の判定を行う制御装置100の動作が以下に説明される。
図5は、制御装置100の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図1及び図5を参照して、制御装置100の動作が説明される。
(ステップS210)
制御装置100は送信データ(表1を参照)を待つ。制御装置100の通信部110が洗濯機200から送信データを受信すると、ステップS220が実行される。
(ステップS220)
送信データは、データ記憶部121に記憶される。送信データが記憶されたことはデータ記憶部121から出力処理部122に通知される。その後、ステップS230が実行される。
(ステップS230)
出力処理部122は送信データ内の「判定要求」の欄(表1を参照)が「ON」になっているか否かを確認する。「判定要求」の欄が「ON」になっているならば、ステップS240が実行される。「判定要求」の欄が「OFF」になっているならば、制御装置100は判定処理を終了する。
(ステップS240)
出力処理部122は送信データを抽出部130へ出力する。抽出部130は送信データから特徴量を抽出し、抽出データ(「表2」を参照)を生成する。抽出データは抽出部130から推定部141へ出力される。その後、ステップS250が実行される。
(ステップS250)
抽出データを受け取った推定部141はモデル記憶部150から相関モデル(「数1」を参照)を読み出す。推定部141は読み出された相関モデルに抽出データを当て嵌め、境界条件「yAB」,「yBC」を算出する。推定部141は境界条件「yAB」,「yBC」の算出値から抽出データが設置条件1乃至設置条件3のいずれから得られたのかを推定する(「表3」を参照)。推定結果は推定部141から判定部142へ出力される。その後、ステップS260が実行される。
(ステップS260)
判定部142は、推定結果によって表される設置条件に対応する制御プログラム(「表4」を参照)が現在の制御プログラム(本実施形態に関して、制御プログラム2)に一致しているか否かを判定する。これらの制御プログラムが一致しているならば、判定部142は制御プログラムの変更は不要であると判定する。この場合、判定部142は制御プログラムを維持することを指示する制御指示を生成する。これらの制御プログラムが不一致であるならば、判定部142は制御プログラムの変更が必要であると判定する。この場合、判定部142は制御プログラムを変更することを指示する制御指示を生成する。生成された制御指示は判定部142から通信部110へ出力される。その後、ステップS270が実行される。
(ステップS270)
制御装置100の通信部110は制御指示を洗濯機200の通信部281へ送信する。
洗濯機200の通信部281が制御指示を受信すると、洗濯機200は制御指示に従って動作する。制御指示に応じた洗濯機200の動作が以下に説明される。
図6は制御指示に応じた洗濯機200の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図7A乃至図7Cは洗濯機200の表示部231に表示される例示的な画像である。図1、図5乃至図7Cを参照して、制御指示に応じた洗濯機200の動作が以下に説明される。
(ステップS310)
洗濯機200は制御指示を待つ。洗濯機200の通信部281が制御指示を受信すると、制御指示は通信部281から制御パターン変更部282に伝達される。その後、ステップS320が実行される。
(ステップS320)
制御パターン変更部282は制御指示の内容に基づき、制御プログラムの変更が必要であるか否かを判定する。制御指示が制御プログラムの変更を指示しているならば、ステップS330が実行される。他の場合には、ステップS360が実行される。
(ステップS330)
制御パターン変更部282は制御プログラムの変更を使用者が許可するか否かを確認するための確認画像の表示を表示制御部284に要求する。表示制御部284は制御パターン変更部282からの要求に応じて確認画像(図7Aを参照)を表示部231に表示させる。その後、ステップS340が実行される。
(ステップS340)
表示部231に表示された確認画像を見た使用者は入力部232を操作し(図7Aの「はい」又は「いいえ」のボタン画像を押圧し)、制御プログラムの変更を許可するか否かを決定する。使用者の決定は入力部232から制御パターン変更部282へ出力される。使用者が制御プログラムの変更を許可するならば、ステップS350が実行される。他の場合には、ステップS360が実行される。
(ステップS350)
制御パターン変更部282は記憶部274から制御指示に指示された制御プログラム(本実施形態に関して、制御プログラム1又は制御プログラム3)を読み出す。読み出された制御プログラムは制御パターン変更部282から駆動制御部283へ出力される。その後、駆動制御部283は新たな制御プログラムに従ってモータ242を制御する。制御パターン変更部282から駆動制御部283への制御プログラムの出力の後、ステップS360が実行される。
(ステップS360)
制御パターン変更部282は洗濯機200の設定状態を通知するための通知画像の表示を表示制御部284に要求する。表示制御部284は制御パターン変更部282からの要求に応じて通知画像を表示部231に表示させる。ステップS350が実行されていないならば、通知画像は洗濯機200の動作モードが変更されていないことを表す(図7Cを参照)。ステップS350が実行されているならば、通知画像は洗濯機200の動作モードが変更されたことを表す(図7Bを参照)。
上述のステップS350の実行の結果、洗濯機200が実行する制御プログラムは変更される。制御プログラムが変更されたこと又は変更されなかったことは、洗濯機200及び制御装置100の通信部281,110の間の通信を通じて制御装置100へ通知される。洗濯機200から制御装置100への通知が、制御プログラムが変更されたことを表しているならば、判定部142はステップS270で生成した制御指示が指定した制御プログラム(本実施形態に関して、制御プログラム1又は制御プログラム3)を現状の制御プログラムとして記憶する。洗濯機200から制御装置100への通知が、制御プログラムが変更されていないことを表しているならば、判定部142は制御指示が生成する前に現状の制御プログラムとして用いられていた制御プログラム(本実施形態に関して、制御プログラム2)を現状の制御プログラムとして記憶する。
制御プログラムが変更された後、洗濯機200の設置条件が変わることもある(たとえば、引っ越し)。この場合、使用者は入力部232を操作し制御プログラムの設定をリセットしてもよい(すなわち、使用される制御プログラムを制御プログラム2に戻してもよい)。使用者がリセット操作を行うと、制御プログラムに対するリセット要求は入力部232から制御パターン変更部282へ出力される。制御パターン変更部282はリセット要求に応じて記憶部274から制御プログラム2を読み出す。読み出された制御プログラム2は制御パターン変更部282から駆動制御部283へ出力される。駆動制御部283はその後、制御プログラム2に基づいてモータ242を制御する。駆動制御部283への制御プログラム2の出力と併行して、制御パターン変更部282は洗濯機200及び制御装置100の通信部281,110の間の通信を通じて、リセット要求を洗濯機200へ伝達する。洗濯機200の判定部142はリセット要求に応じて制御プログラム2を現状の制御プログラムとして記憶する。
制御プログラム2が現状の制御プログラムとして用いられているときと制御プログラム1又は制御プログラム3が現状の制御プログラムとして用いられているときとの間で表示部231に表示される画像が変更されてもよい。この場合、使用者は表示部231を見て、洗濯機200の動作モードがデフォルトの動作モードであるか、デフォルトの動作モードから変更された動作モードであるかを知ることができる。この結果、使用者は過去に洗濯機200の動作モードを変更したことがあるか否かを確認することができる。
洗濯機200の動作モードの変更に用いられる制御プログラム1乃至制御プログラム3は、これらに対応する設置条件1乃至設置条件3の下で洗濯機200の振動が低減されるように設計されている。制御プログラムが以下に説明される。
<制御プログラム>
制御プログラム1乃至制御プログラム3それぞれは、図3を参照して説明された振動実験の結果に基づいて設計されてもよい。振動実験から得られた振動特性が以下に説明される。
図8は、振動検知部271によって検知された振動加速度とドラム246の回転速度との間の概略的な関係を表すグラフである。図2及び図8を参照して、振動加速度とドラム246の回転速度との間の関係が以下に説明される。
図8は、振動加速度が設置条件1の下では450rpmの回転速度でピークを迎えることを表している。設置条件2の下では、振動加速度は500rpmの回転速度でピークを迎える。設置条件3の下では、振動加速度は650rpmの回転速度でピークを迎える。図8に示されるデータから、振動加速度がピークを迎える回転速度は床の強度の増加に応じて大きくなることが分かる。
図8に示される振動特性に基づいて、制御プログラム1乃至制御プログラム3は設計されている。制御プログラム1は450rpm近くでの回転速度でドラム246が回転する期間が短くなるように設計されている。制御プログラム2は500rpm近くでの回転速度でドラム246が回転する期間が短くなるように設計されている。制御プログラム3は650rpm近くでの回転速度でドラム246が回転する期間が短くなるように設計されている。制御プログラム1乃至制御プログラム3によって定められる洗濯機200の動作モード(すなわち、ドラム246の回転速度の変化パターン)が以下に説明される。
図9は制御プログラム1及び制御プログラム2によって定められる洗濯機200の動作モードを表す概略的なグラフである。図9に示される動作モードは脱水行程におけるドラム246の回転速度の変化パターンを表している。図1、図2、図5、図8及び図9を参照して、洗濯機200の動作モードが説明される。
図9は、制御プログラム1の実行下ではドラム246の回転速度が600rpmで略一定に維持される定常期間が設定されることを示している。制御プログラム2の実行下ではドラム246の回転速度が470rpm及び700rpmで略一定に維持される定常期間が設定される。これらの定常期間は、洗濯槽241内の衣類を十分に脱水するために設けられている。600rpmの回転速度が維持されている期間は、470rpmの回転速度が維持されている期間よりも短い。しかしながら、600rpmの回転速度は470rpmの回転速度よりも高いので、短い期間においても衣類は十分に脱水される。
470rpmの回転速度は、設置条件1の下で振動加速度がピークを迎える450rpmの回転速度に近い(図8を参照)。したがって、470rpmの回転速度が維持される定常期間において大きな振動が生じているとき、図5を参照して説明されたステップS250において推定部141は、洗濯機200が設置条件1に近い設置条件に置かれていると判断する。この場合、図5を参照して説明されたステップS260において判定部142は制御プログラム2から制御プログラム1への変更を指示する制御指示を生成する。制御プログラム1は上述の如く450rpm近くでの回転速度でドラム246が回転する期間が短くなるように設計されているので、ドラム246の回転数が470rpmの近くにある期間は短くなる。すなわち、制御プログラム1の実行下ではドラム246の回転速度は470rpmの回転速度を瞬時に超え、600rpmに到達する。したがって、制御プログラム2から制御プログラム1への変更の結果、洗濯機200の振動は効果的に低減される。
制御プログラム2から制御プログラム1への変更は、低い回転速度(470rpm)の定常期間において生じた大きな振動を低減するのに有効である。一方、高い回転速度(700rpm)の定常期間において生じた大きな振動は制御プログラム2から制御プログラム3への変更によって低減される。高い回転速度(700rpm)の定常期間において生じた大きな振動を低減するための技術が以下に説明される。
図10は制御プログラム2及び制御プログラム3によって定められる洗濯機200の動作モードを表す概略的なグラフである。図1、図2、図5、図8及び図10を参照して、洗濯機200の動作モードが説明される。
図10は、470rpmで略一定に維持される定常期間は制御プログラム3の実行下では制御プログラム1の実行下よりも長くなることを表している。加えて、制御プログラム3はドラム246の回転速度が780rpmで維持される定常期間を設定している。制御プログラム3が定常期間中で設定している780rpmの回転速度は、制御プログラム1が定常期間中で設定している700rpmの回転速度より有意に大きい。
700rpmの回転速度は、設置条件3の下で振動加速度がピークを迎える650rpmの回転速度に近い(図8を参照)。したがって、700rpmの回転速度が維持される定常期間において大きな振動が生じているとき、図5を参照して説明されたステップS250において推定部141は、洗濯機200が設置条件3に近い設置条件に置かれていると判断する。この場合、図5を参照して説明されたステップS260において判定部142は制御プログラム2から制御プログラム3への変更を指示する制御指示を生成する。制御プログラム3は上述の如く700rpm近くでの回転速度でドラム246が回転する期間が短くなるように設計されているので、ドラム246の回転数が700rpmの近くにある期間は短くなる。すなわち、制御プログラム3の実行下ではドラム246の回転速度は700rpmの回転速度を瞬時に超え、780rpmに到達する。したがって、制御プログラム2から制御プログラム3への変更の結果、洗濯機200の振動は効果的に低減される。
<振動情報の抽出>
制御プログラムの変更が必要であるか否かを判定するために、抽出部130は特徴量を振動情報から抽出する。このとき、抽出部130は振動情報の一部を用いて特徴量を算出してもよい。
ドラム246が一定の回転速度で回転しているとき振動検知部271が検知する振動加速度の平均値及び標準偏差は小さくなるので、定常期間において取得された振動情報は設置条件を判別するのに不向きである。したがって、抽出部130は定常期間を除く時間区間で得られた振動情報から特徴量を算出してもよい。抽出部130は、送信データ(表1を参照)の「時刻」の欄のデータを参照し、特徴量の算出に用いられる時間区間を見極めてもよい。同様に、設置条件の判定に用いられる相関モデル(「数1」を参照)も定常期間を除く時間区間で得られた振動情報に基づいて作成されてもよい。
相関モデルを用いた設置条件の推定精度が検証された。推定精度の検証結果が以下に説明される。
<推定精度>
推定精度の検証のために得られた振動の特徴量が以下の表に示されている。
Figure 2019154481
本発明者等は、設置条件1の下で10回実験を行い、「表5」の設置条件1に対する10組の特徴量のデータを得た。同様に、本発明者等は設置条件2及び設置条件3それぞれの下でも10回実験を行い、「表5」の設置条件2及び設置条件3それぞれに対する10組の特徴量のデータを得た。本発明者等は、「表5」の特徴量がいずれの設置条件の下で得られたかを推定部141に推定させた。推定結果が以下に説明される。
図11は推定結果を示す。図1及び図11を参照して推定結果が説明される。
実際の設置条件と推定された設置条件が一致した回数は、図11のハッチングされた矩形領域に示されている。推定部141は、設置条件1及び設置条件2の下で得られたデータ全てについて正しい推定をした。設置条件3の下で得られたデータについても8回正しい推定をした。全体として、推定部141の正答率は93%(=28/30×100%)であった。したがって、上述の実施形態に関連して説明された推定技術に基づいて制御プログラムの変更に関する適切な判定がなされる。
上述の実施形態によれば、制御プログラムを変更するか否かの判定に用いられる振動情報は振動検知部271から得られている。振動検知部271として洗濯槽241の外槽245に取り付けられた振動センサが用いられている。一般的な洗濯機に関して、洗濯槽に取り付けられた振動センサが出力した振動情報は洗濯槽内で衣類が偏在しているか否かを判定するために利用されている。上述の実施形態に係る洗濯機200では、振動センサが出力した振動情報は衣類の偏在の判定だけでなく、洗濯機200の振動の低減のための上述の判定処理にも利用される。したがって、上述の技術は一般的な洗濯機に搭載された振動センサを用いて振動を低減することに貢献することができる。すなわち、振動を低減するための追加的なセンサは必要とされない。追加的なセンサを必要とすることなく洗濯機200の回転と洗濯機200の設置位置とに起因して生ずる振動が低減されるので、洗濯機200自体の製造コスト及び洗濯機200の消費電力は低いレベルに維持される。
振動を低減させるための上述の判定処理には、床の強度と相関を有する特徴量として振動加速度の最小値、最大値及び標準偏差が用いられている。これらの特徴量の算出には振動情報の一部の時間区間(定常期間以外の時間区間)の振動データが利用される。したがって、判定処理のための演算の負荷は軽減される。
判定処理の結果、制御プログラム1乃至制御プログラム3のうち1つが、駆動制御部283が用いる制御プログラムとして選択される。制御プログラム1は、設置条件1の下で低い振動レベルが得られるように設計されている。制御プログラム2は、設置条件2の下で低い振動レベルが得られるように設計されている。制御プログラム3は、設置条件3の下で低い振動レベルが得られるように設計されている。設置条件1乃至設置条件3のうちいずれに洗濯機200が置かれているかが推定部141によって精度よく推定されるので、洗濯機200が置かれた設置条件に適した制御プログラムが選択される。この結果、洗濯機200の振動は低いレベルに抑えられる。
設置条件の推定に用いられる相関モデルは機械学習アルゴリズムによって作成される。機械学習アルゴリズムは多数のデータ点を少数のデータ群に仕分けるのに有用である。上述の実施形態に関して、機械学習アルゴリズムは設置条件1乃至設置条件3の下でそれぞれ得られた3つのデータ群を仕切るための境界条件を得るために用いられる。機械学習アルゴリズムから得られた境界条件に基づき、洗濯機200が置かれた設置条件が設置条件1乃至設置条件3のいずれに近いかが推定される。この結果、洗濯機200が置かれた設置条件は93%の高い精度で推定される。
設置条件が機械学習アルゴリズムによって作成された相関モデルを用いて高い精度で推定されるので、洗濯機200が置かれた床やその周囲の共振周波数を調べる必要はない。したがって、上述の制御技術は、洗濯機200の様々な設置環境に対して好適に利用される。
上述の推定処理の後に制御プログラムを変更すべきか否かを判定する判定処理が行われている。判定処理の前の推定処理が高い精度で実行されるので、判定処理から適切な判定結果が得られる。
判定結果は洗濯機200の表示部231に表示される(図7A乃至図7Cを参照)。したがって、使用者は洗濯機200の動作モードを変更した方がよいか否かを知ることができる。洗濯機200の動作モードの変更は使用者の許可の下で行われるので、使用者が知らないうちに洗濯機200の動作モードが変更されることはない。
洗濯機200の動作モードが変更された後、洗濯機200の設置条件が変わることもある。この場合、使用者は入力部232を操作し、駆動制御部283が使用する制御プログラムを制御プログラム2に戻すことができる。制御プログラム2の下で洗濯機200からの振動が低いレベルに抑えられているならば、使用者は洗濯機200の動作モードをその後変更することなく洗濯機200を新たな設置条件の下で使用し続けることができる。一方、新たな設置条件の下で洗濯機200が大きく振動するならば、使用者は図4及び図6を参照して説明された操作を行い、新たな設置条件に適した制御プログラムによって定められた動作モードを設定することができる。
上述の実施形態に関連して説明された制御は、様々な構造の洗濯機に適用可能である。したがって、上述の制御は特定の洗濯機にのみ適用されるものと解釈されるべきではない。
上述の実施形態に関連して説明された状態データに含まれる時刻データは、洗濯機200の運転開始時刻を基準に設定されている。しかしながら、時刻データは振動情報及びトルク電流値が取得された日時を表す文字列であってもよい。
上述の実施形態に関連して説明された状態データに含まれる振動情報は互いに直角な3方向の振動加速度を表している。しかしながら、振動情報は互いに異なる2方向又は3を超える方向の振動加速度を表してもよい。あるいは、振動情報は1方向の振動加速度を表してもよい。
上述の実施形態に関連して説明された抽出データは、振動加速度の最小値、最大値及び標準偏差を含んでいる。これらは、洗濯機200が設置された床の強度と相関を有する例示的な特徴量である。しかしながら、振動の低減のための判定処理にはこれらの特徴量全てが用いられなくてもよい。加えて、振動の低減のための判定処理に床の強度と相関を有する他の特徴量(たとえば、振動加速度の平均値)が用いられてもよい。
上述の実施形態に関して、制御プログラム2によって定められる洗濯機200の第1動作モードが判定部142の判定結果に応じて制御プログラム1又は制御プログラム3によって定められる洗濯機200の第2動作モードに変更される。しかしながら、制御プログラム1によって定められる洗濯機200の動作モードが判定部142の判定結果に応じて制御プログラム2又は制御プログラム3によって定められる動作モードに変更されてもよい。代替的に、制御プログラム3によって定められる洗濯機200の動作モードが判定部142の判定結果に応じて制御プログラム1又は制御プログラム2によって定められる動作モードに変更されてもよい。
上述の実施形態に関して、制御装置100は使用される制御プログラムの変更を洗濯機200に指示している。しかしながら、制御装置100はドラム246が所定の目標回転数に向けて加速する加速モードにおける目標値の変更を指示してもよい。図9を参照して説明された制御プログラム2から制御プログラム1の変更に関して、制御プログラム2は加速モードの目標値として470rpmの第1目標値を設定している一方で、制御プログラム1は加速モードの目標値として600rpmの第2目標値を設定している。470rpmから600rpmの目標値の変更を制御装置100は洗濯機200に指示してもよい。目標値の変更に加えて、ドラム246の加速度を制御装置100は指示してもよい。この場合、図9に示される制御プログラム2の下でのドラム246の回転速度の変化パターンが得られる。上述の如く、動作モードを変更するための指示内容は多様である。したがって、上述の制御指示の内容は限定的に解釈されるべきではない。
上述の実施形態に関して、設置条件2の下で振動が低いレベルに抑えられるように設計された制御プログラム2が設置条件3の下で振動が低いレベルに抑えられるように設計された制御プログラム3に変更されると、ドラム246の回転速度が470rpmで維持される期間は延長される(図10を参照)。しかしながら、設置条件3の下で振動が低いレベルに抑えられるならば、ドラム246の回転速度が470rpmで維持される期間は短縮されてもよい。制御プログラムは(i)対象の設置条件の下での振動が低いレベルに抑えられること並びに(ii)衣類に対する処理の目的(たとえば、脱水)が達せられることの条件が満たされるように設計される。したがって、図9及び図10を参照して説明されたドラム246の回転速度の変化パターンは限定的に解釈されるべきではない。
上述の実施形態に関して、3つの制御プログラム(制御プログラム1乃至3)が洗濯機200に用意されている。しかしながら、2つの制御プログラムが洗濯機200に用意されてもよいし、3を超える制御プログラムが洗濯機200に用意されてもよい。洗濯機200にいくつの制御プログラムが用意されるかは、モデル記憶部150に予め記憶された相関モデルに基づいて決定される。相関モデルが4つの設置条件を見分けるように構築されているならば、4つの制御プログラムが洗濯機200に用意される。
上述の実施形態に関して、相関モデルを作成するための実験において3つの設置面が用意されている(図3を参照)。しかしながら、設置条件1乃至設置条件3それぞれについて強度において異なる複数の設置面が用意されてもよい。各設置条件が複数の設置面を用いて設定されるならば、設置条件に対する推定精度は向上する。
上述の実施形態に関して、脱水行程における振動低減制御が説明されている(図9及び図10を参照)。しかしながら上述の制御技術は、洗い行程、濯ぎ行程及び乾燥工程にも適用可能である。
上述の実施形態に関して振動データは、洗い行程、濯ぎ行程、脱水行程及び乾燥工程において取得された振動加速度を含んでいる。しかしながら、振動データはこれらの行程のうち一部において取得された振動加速度を含んでもよい。この場合、振動が大きくなるリスクが高い行程(たとえば、脱水行程)における振動データが取得されるように記憶部274のサンプリングの開始タイミング及び終了タイミングは設定されてもよい。
上述の実施形態に関して、通信部281は制御プログラムの実行が終了するたびに送信データ(表1を参照)を送信する。しかしながら、通信部281,110間の通信は様々なタイミングで実行されてもよい。したがって、通信部281,110間の通信のタイミングは限定的に解釈されるべきではない。
上述の実施形態に関して、使用者が洗濯槽241から衣類を除去した後、制御プログラムを変更する必要があるか否かの判定処理が行われる(図4を参照)。しかしながら、少量の衣類が洗濯槽241に残っていても判定処理が行われるように閾値負荷(すなわち、図4のステップS150での判定に用いられる閾値)が決定されてもよい。代替的に、図4のステップS150が実行されなくてもよい。この場合、送信データ(「表1」を参照)の(又はトルク電流値から算出された衣類の量)の特徴量の演算項が相関モデル(「数1」を参照)に含まれ、トルク電流値を考慮して制御プログラムを変更する必要があるか否かが判定される。
上述の実施形態に関連して説明された制御装置100として、一般的なコンピュータが利用可能である。図5を参照して説明された制御装置100の動作は、制御装置100として用いられているコンピュータにインストールされたコンピュータプログラムによって実行される。
上述の実施形態に関して、制御装置100は洗濯機200を制御している。しかしながら、制御装置100は他の洗濯機を制御してもよい。すなわち、洗濯機100は複数の洗濯機200を制御する制御サーバであってもよい。
本実施形態の原理は、洗濯機が利用される様々な環境において、好適に利用される。
100・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御装置
110・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・通信部(出力部)
120・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・取得部
130・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・抽出部
141・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・推定部
142・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・判定部
200・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・洗濯機

Claims (15)

  1. 洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する制御方法であって、
    前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得し、
    前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出し、
    前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定し、
    前記推定された強度に基づいて前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定し、
    前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力する
    制御方法。
  2. 前記振動情報を取得することは、少なくとも1方向における振動成分を表す振動情報を所定の頻度で取得することを含む
    請求項1に記載の制御方法。
  3. 前記第2動作モードは前記洗濯槽の回転の速度の変化パターンにおいて前記第1動作モードとは相違している
    請求項1又は2に記載の制御方法。
  4. 前記洗濯機の前記動作モードは、前記洗濯槽が所定の目標回転数に向けて加速する加速モードを含み、
    前記指示を前記洗濯機へ出力することは、前記目標回転数を第1目標値から前記第1目標値とは異なる第2目標値に変更する指示を出力することを含む
    請求項3に記載の制御方法。
  5. 前記洗濯機の前記動作モードは、前記洗濯槽が所定の目標回転数に向けて加速する加速モードを含み、
    前記指示を前記洗濯機へ出力することは、前記目標回転数が所定の目標値に設定されている期間の短縮又は延長する指示を出力することを含む
    請求項3に記載の制御方法。
  6. 前記特徴量を前記振動情報から抽出することは、振動加速度の最小値、最大値、平均及び標準偏差のうち少なくとも1つを抽出することを含む
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御方法。
  7. 前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、所定の機械学習アルゴリズムによって生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含む
    請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御方法。
  8. 前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、前記特徴量と前記強度との間の相関関係を複数の設置条件に分類する相関モデルに前記抽出された特徴量を適用し、前記抽出された特徴量が前記複数の設置条件のうちいずれに属するかを推定することを含む
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御方法。
  9. 前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードの変更が必要であることを前記洗濯機の使用者に通知することと、
    前記動作モードの前記変更に対する前記使用者の許否を受け付けることと、を更に備える
    請求項1乃至8のいずれか1項に記載の制御方法。
  10. 前記動作モードが前記第1動作モードから前記第2動作モードに変更されたことを使用者に通知することを更に備える
    請求項1乃至9のいずれか1項に記載の制御方法。
  11. 前記第2動作モードに変更された前記動作モードを前記第1動作モードに戻すことが要求されると、前記動作モードを前記第1動作モードに戻すことを更に備える
    請求項1乃至10のいずれか1項に記載の制御方法。
  12. 前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、前記振動が時系列で蓄積されたログ情報に基づいて生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含む
    請求項1乃至11のいずれか1項に記載の制御方法。
  13. 前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定することは、所定の閾値負荷以下の負荷が加わる動作環境の下で動作している前記洗濯機の前記振動が時系列で蓄積されたログ情報に基づいて生成された相関モデルに前記抽出された特徴量を適用することを含む
    請求項1乃至12のいずれか1項に記載の制御方法。
  14. 洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する制御装置であって、
    前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の洗濯槽の振動を表す振動情報を取得する取得部と、
    前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出する抽出部と、
    前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定する推定部と、
    前記推定された強度に基づいて、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定する判定部と、
    前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力する出力部と、を備える
    制御装置。
  15. コンピュータを、洗濯機と通信することにより洗濯機の動作モードを制御する制御装置として動作させるプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    (i)前記動作モードとして所定の第1動作モードで動作している前記洗濯機の振動を表す振動情報を取得させ、
    (ii)前記洗濯機が設置された床の強度と相関を有する所定の特徴量を前記振動情報から抽出させ、
    (iii)前記抽出された特徴量から前記床の前記強度を推定させ、
    (iv)前記推定された強度に基づいて、前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があるか否かを判定させ、
    (v)前記動作モードを前記第1動作モードから変更する必要があると判定されたときに、前記動作モードを前記第1動作モードから前記第1動作モードとは異なる第2動作モードに変更するための指示を前記洗濯機へ出力させる
    プログラム。
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