JP2021186556A - Washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、洗濯機に関する。 Embodiments of the present invention relate to a washing machine.
洗濯機内に投入された洗濯物である布類の分布の偏りにより、洗濯機が異常振動することがある。このような異常振動を検知する方法として、洗濯機の洗濯槽の上部に加速度センサを取り付けて、加速度センサが測定した信号を測定し、測定した加速度センサの信号を閾値と比較することにより、異常振動を判別する方法が知られている。しかしながら、この方法では、洗濯機の洗濯槽内における布類の偏りの発生位置を推定することは難しい。 The washing machine may vibrate abnormally due to the uneven distribution of the cloth that is the laundry put into the washing machine. As a method of detecting such abnormal vibration, an acceleration sensor is attached to the upper part of the washing tub of the washing machine, the signal measured by the acceleration sensor is measured, and the measured signal of the acceleration sensor is compared with the threshold value. A method for discriminating vibration is known. However, with this method, it is difficult to estimate the position where the cloth is biased in the washing tub of the washing machine.
本発明が解決しようとする課題は、洗濯機の洗濯槽内における布類の偏りの発生位置を推定することにより、布偏りの状態に基づいてより適切な運転制御を行うことができる洗濯機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a washing machine capable of performing more appropriate operation control based on the state of the cloth bias by estimating the position where the cloth bias occurs in the washing tub of the washing machine. To provide.
実施形態の洗濯機は、洗濯槽と、外槽と、制御部と、振動検出手段と、を持つ。前記洗濯槽は、洗濯物を収容する。前記外槽は、前記洗濯槽を回転自在に支持し、前記洗濯槽を内部に収容する。前記制御部は、前記洗濯槽の洗濯動作を制御する。前記振動検出手段は、前記外槽の振動情報を検出し前記制御部に出力する。前記制御部は、前記振動検出手段が取得した少なくとも一周期以上の連続した振動データの特徴量により、前記洗濯槽内の洗濯物の偏り状態を判定する。 The washing machine of the embodiment has a washing tub, an outer tub, a control unit, and a vibration detecting means. The washing tub houses laundry. The outer tub rotatably supports the washing tub and houses the washing tub inside. The control unit controls the washing operation of the washing tub. The vibration detecting means detects the vibration information of the outer tank and outputs it to the control unit. The control unit determines the biased state of the laundry in the washing tub based on the feature amount of the continuous vibration data acquired by the vibration detecting means for at least one cycle or more.
以下、実施形態に係る洗濯機を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, the washing machine according to the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, configurations having the same or similar functions are designated by the same reference numerals. Then, the duplicate description of those configurations may be omitted.
本明細書では、洗濯機の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機の下側とし、設置面とは反対側つまり鉛直上側を洗濯機の上側とする。また、洗濯機の正面に立つユーザから洗濯機を見た方向を基準に、左右を定義している。また、洗濯機から見て洗濯機の正面に立つユーザに近い側を「前」、遠い側を「後ろ」と定義している。本明細書において「横幅方向」とは、上記定義における左右方向を意味する。本明細書において「奥行方向」とは、上記定義における前後方向を意味する。図中において、+X方向が右方向、−X方向が左方向、+Y方向が後方向、−Y方向が前方向、+Z方向が上方向、−Z方向が下方向である。 In the present specification, the installation surface side of the washing machine, that is, the vertically lower side is the lower side of the washing machine, and the side opposite to the installation surface, that is, the vertically upper side is the upper side of the washing machine. In addition, the left and right are defined based on the direction in which the user standing in front of the washing machine sees the washing machine. In addition, the side closer to the user standing in front of the washing machine when viewed from the washing machine is defined as "front", and the side far from the washing machine is defined as "rear". As used herein, the "horizontal width direction" means the left-right direction in the above definition. As used herein, the "depth direction" means the front-back direction in the above definition. In the figure, the + X direction is the right direction, the −X direction is the left direction, the + Y direction is the rear direction, the −Y direction is the front direction, the + Z direction is the upward direction, and the −Z direction is the downward direction.
図1および図2を参照し、実施形態の洗濯機1の構成について説明する。まず、洗濯機1の全体構成について説明する。ただし、洗濯機1は、以下に説明する構成の全てを有する必要がなく、いくつかの構成が適宜省略されてもよい。
The configuration of the
図1は、洗濯機1の前後方向に垂直な断面図である。
実施形態の洗濯機1は、例えば、筺体11、トップカバー12、水槽(外槽)13、回転槽14、パルセータ15、およびモータ16を有する。洗濯機1は、回転槽14の回転軸Oが鉛直方向を向いたいわゆる縦軸型の全自動洗濯機である。なお、洗濯機1は、縦軸型に限られず、回転槽の回転軸が水平又は後方へ向かって下降傾斜した横軸型いわゆるドラム式洗濯機であってもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to the front-rear direction of the
The
筺体11は、例えば鋼板によって全体として矩形箱状に構成されている。トップカバー12は、例えば合成樹脂製であって、筺体11の上部に設けられている。トップカバー12には、洗濯物の出入口を開閉する洗濯蓋4が開閉可能に設けられている。水槽13および回転槽14は、洗濯対象となる衣類を収容する脱水槽および洗濯槽として機能する。水槽13および回転槽14は、筺体11内に設けられている。水槽13および回転槽14は、上面が開口した容器状に構成されている。水槽13は、筺体11の四隅に設けられた吊り棒18と図示しないコイルばねを主体に構成された防振装置を介して弾性的に吊り下げ支持されている。水槽13および回転槽14の中心軸線は上下方向に指向している。回転槽14は、周壁部に多数の脱水孔8を有するとともに、上端部にバランスリング9を備えている。各脱水孔8は、回転槽14の周壁部を厚さ方向に貫通していて、回転槽14の内外を連通させている。各脱水孔8は、回転槽14の周壁部に配置される配列は特に限定されない。
The
モータ16は、直径が水槽13よりも小さい扁平な円柱状の外観を有し、回転軸Oがその中心を通るように、水槽13の下側に組み付けられている。モータ16は、シャフト17と、ロータ(回転子)161と、図示しないステータ(固定子)と、を有する。シャフト17はロータ161に連結されており、ロータ161の回転にあわせて回転する。シャフト17の回転軸は、回転軸Oと一致する。
The
シャフト17は、図示しないクラッチ機構を介して回転槽14およびパルセータ15に接続されている。クラッチ機構は、モータ16の回転を回転槽14およびパルセータ15に選択的に伝達する。モータ16およびクラッチ機構は、洗い時およびすすぎ時には、回転槽14の回転を停止させた状態でモータ16の駆動力をパルセータ15に伝達してパルセータ15を低速で直接正逆回転駆動する。一方、モータ16およびクラッチ機構は、脱水時等にはモータ16の駆動力を回転槽14に伝達して、回転槽14およびパルセータ15を一方向に高速で回転駆動させる。
The
水槽13の底部に形成された排水口131には、排水弁132を介して排水ホースが接続されている。水槽13内の水は、排水口131から流出し、排水弁132を介して外部に排水される。排水弁132が開放されると、回転槽14内および水槽13内の水が排水ホースを通して機外へ排出される。この場合、クラッチ機構と排水弁132は、水槽13の底部下面に設けられた切替用モータ133により連動して切り替え操作される。具体的には、切替用モータ133により排水弁132を開放動作させた場合には、クラッチ機構は、モータ16によりパルセータ15と回転槽14を一体的に回転させるように切り替えられる。また、排水弁132を閉鎖動作させた場合には、クラッチ機構は、モータ16によりパルセータ15だけを独立させて回転させるように切り替えられる。なお、切替用モータ133の代わりに電磁ソレノイドを用いる構成とすることもできる。
A drain hose is connected to the
図1に示すように、トップカバー12の上面における前部は、操作パネル21が設けられている。操作パネル21には、表示部およびユーザからの操作を受け付ける操作入力部が設けられている。トップカバー12内には、図2に示すように、回転槽14内および水槽13内へ給水するための給水弁38や、水槽13内の水位を検出するための水位センサ34が設けられている。給水弁38には、図示しない、水道の蛇口に接続された給水ホースが接続されており、給水弁38が開放されると、水道水が図示しない注水口を通して回転槽14内ひいては水槽13内に供給される。
As shown in FIG. 1, an
図2は、実施形態の洗濯機1の一部の構成を示すブロック図である。実施形態の洗濯機1の筺体11内において、洗濯機1の動作を制御する制御部20が設けられている。制御部20は、マイコンやタイマなどを有したコンピュータで実現される。図2に示すように、制御部20には、通信部30、操作パネル21、回転センサ32、水位センサ34、加速度センサ19、切替用モータ133、モータ16、給水弁38、排水弁132、循環ポンプ42、および乾燥ユニット44が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a part of the
通信部30は、例えば、アンテナと高周波回路とを含む無線モジュールである。通信部30は、後述する図9に示すように、例えば、ゲートウェイ3およびネットワークを介してサーバ2の通信部301と通信可能である。
The
モータ16は、例えばブラシレスDCモータであり、回転槽14を正逆両方向に回転駆動させる。回転センサ32は、モータ16の回転軸に設けられ、モータ16の回転位置を検知する。回転センサ32は、検知したモータ16の回転位置などに関する情報を制御部20に出力する。
The
水位センサ34は、筐体11の上部に設けられ、水槽13および回転槽14に貯められた水の水位を検知し、その情報を制御部20に出力する。
The
加速度センサ19は、水槽13の外周面に取り付けられている。加速度センサ19は、洗濯機1が運転する際、水槽13の揺れの大きさを検知する。例えば、加速度センサ19は、水槽13の上下方向、左右方向、および前後方向における揺れの加速度を検知することができる。加速度センサ19は、水槽13の揺れの大きさを検知し、水槽13の揺れに関する振動情報を制御部20に出力する。図1に示すように、加速度センサ19は、水槽13の外周面の上部に取り付けられているが、これに限定されることはない。実施形態の加速度センサ19は、水槽13の揺れの大きさを検知できれば、水槽13の外周面に適宜配置されることができる。
The
給水弁38は、例えば、電磁式の開閉弁であり、給水弁ユニット内に設けられている。制御部20からの制御に基づき、給水弁38の開弁状態と閉弁状態とが切り替えられる。給水弁38が開弁状態である場合、給水弁ユニットに供給された水道水が図示しない洗濯処理剤投入口または自動投入機構を介して水槽13に給水される。
The
排水弁132は、例えば、電磁式の開閉弁であり、水槽13の排水口131に設けられている。制御部20からの制御に基づき、排水弁132の開弁状態と閉弁状態とが切り替えられる。排水弁132が開弁状態である場合、水槽13に貯められた水が洗濯機1の外部に排出される。
The
循環ポンプ42の吸入口は、制御部20からの制御に基づき、水槽13に貯められた水を、フィルタユニットを介して吸入し、吸入した水を水槽13に循環させる。
The suction port of the
乾燥ユニット44は、制御部20からの制御に基づき、水槽13内に温風を循環供給して衣類を乾燥させる。乾燥ユニット44は、例えば、循環ダクトと、循環ダクト内に設けられた送風ファンおよびヒータを備える。乾燥ユニット44は、例えば、循環ダクト内に設けられたヒートポンプなどの除湿手段を含んでもよい。
Based on the control from the
制御部20は、ユーザによる操作パネル21の操作信号や、水位センサ34の検出信号に基づいて、運転制御プログラムに従って、モータ16、給水弁38、排水弁132、循環ポンプ42等の各機構を制御する。制御部20は、洗濯機1の上述の構成を制御し、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程などの各工程からなる洗濯動作を実行する。制御部20は、洗い工程およびすすぎ工程において、水槽13内の所定水位までの給水状態で、循環ポンプ42を適宜駆動させつつ、モータ16によりパルセータ15のみを比較的低速で正方向および逆方向に所定時間間隔で交互に回転させる制御を行う。制御部20は、脱水工程において、モータ16によりパルセータ15と回転槽14を一体的に一方向に連続して高速回転させる制御を行う。図1に示すように、実施形態の制御部20は、トップカバー12内に設けられているが、これに限定されない。
The
以下、図3のフローチャートを参照し、実施形態の洗濯機1の洗濯運転工程の流れについて説明する。まず、実施形態の洗濯機1の洗濯運転が開始すると、制御部20は、洗濯物として洗濯機1の回転槽14内に投入された衣類の重量センシングを行う(S10)。例えば、洗濯機1の回転槽14内に水を投入せず、衣類のみが投入された状態で、制御部20は、洗濯機1のモータ16を一定の回転数で回転させるように制御し、モータ16の負荷電流を測定してもよい。また、制御部20は、洗濯機1のモータ16に対して一定の電流を流すことにより、モータ16の回転数を測定してもよい。制御部20は、洗濯機1の回転槽14内に投入された洗濯物の重量を取得し、次の工程へ進む。
Hereinafter, the flow of the washing operation process of the
次に、制御部20は、取得した回転槽14内の洗濯物の重量に基づいて、予め決められた洗濯物の重量に対応する洗濯コースを決定し、洗い運転を開始する(S20)。制御部20は、回転槽14内の洗濯物の重量に基づいて、例えば、回転槽14および水槽13内に供給する水の量、洗剤の量、および洗濯時間に関する洗濯条件を決定する。その後、制御部20は、洗濯物の重量に応じた水量および洗剤を水槽13内に供給し、モータ16を制御し、パルセータ15を正反転させることにより、洗い運転を行う。
Next, the
制御部20は、洗い運転を開始させるとともに、回転槽14内に投入された洗濯物である衣類の布質を判定することもできる(S30)。制御部20は、公知の方法でモータ16に流れる電流の変動を測定することにより、衣類の布質、例えば、水を含みやすい布質であるかどうかをある程度検知することができる。制御部20は、取得した衣類の重量および衣類の布質に関する情報に基づいて、洗い運転におけるモータ16を制御する方法を修正することが可能である。
The
制御部20は、洗い運転を開始させるとともに、回転槽14内における洗濯物の分布の偏り状況、すなわち、洗濯物の布偏りの状況を検知することもできる。洗濯物の布偏りの状況を判定する工程(S40)の詳細については、後述する。制御部20は、所定の洗濯コースで洗濯物に対する洗濯動作を完了すると、洗い運転を終了させる(S50)。制御部20は、洗い運転が終了すると、排水弁132を開弁させるよう制御し、水槽13内の水を洗濯機1の外部へ排出し、次の工程へ進む。
The
制御部20は、水槽13内の水がほぼ排出されてから、モータ16によりパルセータ15と回転槽14を一体的に回転させるようにクラッチ機構を制御し切り替えて、脱水運転を開始させる(S60)。洗濯機1が脱水運転開始時において、洗濯物である衣類の重量センシングの結果を組み合わせて布偏り状態を判定する工程の詳細は、後述する。
After the water in the
洗濯機1は、回転槽14内における脱水運転を開始すると、回転槽14内の洗濯物の分布に偏りが生じる場合、洗濯機1の振動が増大し、大きな異音が発生したり、洗濯機1が固定された位置から移動したりする可能性がある。さらに、例えば、脱水運転を行う際、高い回転数(例えば、200 RPM)になると、水を含んだ洗濯物と水槽13および回転槽14とは、共振現象によって振動がさらに大きくなり、洗濯機が故障する可能性がある。このため、洗濯機1の脱水運転において、例えば、モータ16の回転数が比較的に低い領域で脱水時間を長く設定することにより、このような共振現象を回避し振動を低減することが好ましい。あるいは、洗濯機1の脱水運転において、水槽13および回転槽14の振動が一定の大きさを超えると、それを検出し脱水動作を停止する必要がある。
When the
このような状況を踏まえて、制御部20は、加速度センサ19が取得した複数方向の振動成分を示す情報に基づいて、回転槽14内における洗濯物の分布の偏り状態を判定する(S70)。実施形態の洗濯機1が脱水運転における布類の偏り判定を行う工程の詳細は後述する。
Based on such a situation, the
制御部20は、回転槽14内における洗濯物の分布の偏り状態を判定すると、それに合わせて、モータ16に対する制御を適宜変更することができる。例えば、洗濯機1の回転槽14内における洗濯物が上下方向の上側に偏る場合、脱水運転時にモータ16の回転数が200RPM程度で水槽13における共振現象が起こる。この現象を回避するために、制御部20は、モータ16に対して、より低い回転数で脱水運転を行う時間を長く設定することにより、水槽13の共振点付近の回転数で脱水運転を行う時間を短縮させる。これにより、脱水運転時における水槽13の共振を低減することができる。
When the
例えば、洗濯機1の回転槽14内における洗濯物が上下方向の下側に偏る場合、洗濯物が回転槽14の底部付近にある。このため、制御部20は、洗濯物が回転槽14の下側に偏る状態を修正するために、回転槽14および水槽13内に注入する水の量を低減する。さらに、例えば、洗濯機1の回転槽14内における洗濯物が上下方向の上側および下側の両側に偏る場合、水槽13の揺れが大きくなることが予測できる。このため、制御部20は、モータ16を早めに停止し、脱水リトライを速やかに開始する。また、洗い運転時に洗濯物同士が絡まり、布偏りが予測できる場合、制御部20は、洗い運転の正反転動作の周期を短く設定するなどにより、絡まった洗濯物同士をほぐし、布偏りの状況を解消するような動作に変更してもよい。
For example, when the laundry in the
制御部20は、回転槽14内における洗濯物の偏り状態を判定することにより、各状態に合わせて最適な制御を行うことができる。制御部20は、選択物の偏り状態に合わせて最適な脱水運転を終了させる(S80)と、実施形態の洗濯機1の洗濯運転工程が終了する。
The
以下、図4から図7を参照し、制御部20により実行された洗濯物の偏り状態を判定する工程を説明する。図4は、加速度センサ19を用いて取得する水槽13の二方向の加速度の時系列データを示す。図5は、加速度センサ19を用いて取得する水槽13の二方向の加速度のデータの分布を示す。図4および図5には、例えば、水槽13の上下方向および前後方向における加速度のデータが示されている。ただし、水槽13の左右方向における加速度は、前後方向における加速度と同じ傾向がみられるため、加速度センサ19を用いて水槽13の上下方向および左右方向における加速度を取得してもよい。
Hereinafter, a step of determining the biased state of the laundry executed by the
図4は、各布偏り状態における水槽13の上下方向および前後方向の加速度の時系列データを掛け合わせて得られる。図4は、例えば、脱水運転時にモータ16の回転数を130RPM程度に設定し、同重量の負荷を上側偏り、下側偏り、および上下対向偏りの各偏り位置に配置して作成されている。図4は、洗濯機1が脱水運転の際、加速度センサ19により取得した上下方向および前後方向の加速度のセンサ値を乗算して得られた時系列データを示す図である。図4に示すように、この乗算値は、時間に対して一定の周期を有して連続している。図4の(a)に示した洗濯物が上側偏りの場合と、図4の(b)に示した洗濯物が下側偏りの場合と、図4の(c)に示した洗濯物が上下対向偏りの場合とは、それぞれ異なる特徴の波形が形成されている。
FIG. 4 is obtained by multiplying the time-series data of the accelerations in the vertical direction and the front-back direction of the
図5は、各布偏り状態に対応する水槽13の上下方向および前後方向の加速度の時系列データの二次元分布を示している。図5は、複数周期にわたって、各布偏り状態に対応する水槽13の上下方向および前後方向の加速度の時系列データを測定し作成されている。図5の(a)に示した洗濯物が上側偏りの場合、図5の(b)に示した洗濯物が下側偏りの場合、および図5の(c)に示した洗濯物が上下対向偏りの場合は、異なる特徴の分布図が形成されている。
FIG. 5 shows a two-dimensional distribution of time-series data of acceleration in the vertical direction and the front-back direction of the
図4および図5に示すように、異なる布偏り状態に対応する図形の特徴が異なるため、これらの図を用いて、異なる布偏り状態を判別することができる。脱水運転時における洗濯物の重量が異なる場合、図4および図5に示す各布偏り状態に対応する図形のスケールは変化するが、異なる荷重に対応する図形の形状は近似する。このため、制御部20は、異なる図形の形状、言い換えれば、異なる図形のパターンに基づいて、加速度センサ19により取得した加速度のデータを用いて布偏り状態を判別できる。従来では、加速度センサを用いて振動を検出する場合、水槽13の回転速度が共振を起こす速度に近い数値に達していない限り、振動状況を正確に測定できない場合がある。本実施形態の洗濯機1において、各布偏り状態に対応する図形のパターンを識別することにより、布偏り状態を判別できる。
As shown in FIGS. 4 and 5, since the characteristics of the figures corresponding to the different cloth bias states are different, it is possible to discriminate the different cloth bias states by using these figures. When the weight of the laundry in the dehydration operation is different, the scale of the figure corresponding to each cloth bias state shown in FIGS. 4 and 5 changes, but the shape of the figure corresponding to the different load is similar. Therefore, the
上述のように、加速度センサ19により取得された水槽13の加速度時系列データに基づいて、異なる布偏り状態に対応する特徴量、すなわち図形のパターンを判別できる。ただし、他の特徴量を用いて異なる布偏り状態を判別してもよい。例えば、実施形態の洗濯機1において、モータ16の回転センサ32や電流センサなどを用いてもよい。
As described above, based on the acceleration time series data of the
図6を参照し、実施形態の洗濯機1の脱水運転開始時において、洗濯物である衣類の重量センシングの結果を組み合わせて布偏り状態を判定する工程を説明する。本実施形態の洗濯機1において、回転槽14内における洗濯物の分布のみではなく、回転槽14内における洗濯物の全体の重量が水槽13の振動状況を影響する。このため、図6に示すように、洗濯機1における脱水運転が開始すると(S60)、制御部20は、例えば、加速度センサ19より取得した加速度の時系列データを用いて、水槽13の振動情報を取得する(S62)。そして、制御部20は、重量センシング工程(S10)で取得した、回転槽14にある洗濯物の全体の重量を参照し、回転槽14内における布偏り状態を判別する工程を実行する。
With reference to FIG. 6, a step of determining a cloth bias state by combining the results of weight sensing of clothes as laundry at the start of the dehydration operation of the
制御部20は、回転槽14にある洗濯物の全体の重量が1キログラム未満(S641:YES)の場合、偏り判定アルゴリズム1を選択し(S661)、回転槽14における布偏り状態を判別する。制御部20は、偏り判定アルゴリズム1で判別した布偏り状態に基づいて、モータ16の動作を決定する(S681)と、次の脱水運転工程へ進む。
When the total weight of the laundry in the
制御部20は、回転槽14にある洗濯物の全体の重量が1キログラム以上(S641:No)、かつ、3キログラム未満(S642:YES)の場合、偏り判定アルゴリズム2を選択し(S662)、回転槽14における布偏り状態を判別する。制御部20は、偏り判定アルゴリズム2で判別した布偏り状態に基づいて、モータ16の動作を決定する(S682)と、次の脱水運転工程へ進む。
When the total weight of the laundry in the
制御部20は、回転槽14にある洗濯物の全体の重量が3キログラム以上(S642:No)、かつ、6キログラム未満(S643:YES)の場合、偏り判定アルゴリズム3を選択し(S663)、回転槽14における布偏り状態を判別する。制御部20は、偏り判定アルゴリズム3で判別した布偏り状態に基づいて、モータ16の動作を決定する(S683)と、次の脱水運転工程へ進む。
When the total weight of the laundry in the
制御部20は、回転槽14にある洗濯物の全体の重量が6キログラム以上(S643:No)の場合、偏り判定アルゴリズム4を選択し(S664)、回転槽14における布偏り状態を判別する。制御部20は、偏り判定アルゴリズム4で判別した布偏り状態に基づいて、モータ16の動作を決定する(S684)と、次の脱水運転工程へ進む。
When the total weight of the laundry in the
上述した偏り判定アルゴリズム1、偏り判定アルゴリズム2、偏り判定アルゴリズム3、および偏り判定アルゴリズム4は、それぞれ重量毎に最適化されたアルゴリズムである。図6に示すように、回転槽14にある洗濯物の全体の重量と、加速度センサ19を用いて取得した水槽13の振動状況とを組み合わせることにより、回転槽14における洗濯物の布偏り状態をより高い精度で判定することができる。さらに、洗濯物の布質によって、回転槽14における洗濯物が互いに絡み合う可能性と、脱水運転時の水の抜け方も異なるので、例えば、図3に示された布質判定(S30)で取得された布質に関する情報を組み合わせてもよい。
The
図7を参照し、洗濯機1の回転槽14における洗濯物の分布の偏り状態を判定する(S70)工程を説明する。図7に示すように、制御部20は、回転槽14における洗濯物が上側に偏る状態(S721:YES)と判別した場合、モータ16に対して、上側に偏る布偏り状態に対応するモータ動作を変更し(S741)、布偏り判定を終了する。
With reference to FIG. 7, a step (S70) of determining a biased state of the distribution of laundry in the
制御部20は、回転槽14における洗濯物が上側に偏るではなく(S721:NO)、洗濯物が下側に偏る状態(S722:YES)と判別した場合、モータ16に対して、洗濯物が下側に偏る布偏り状態に対応するモータ動作を変更し(S742)、布偏り判定を終了する。
When the
制御部20は、回転槽14における洗濯物が上下両方に偏る状態(S723:YES)と判別した場合、モータ16に対して、洗濯物が上下両方に偏る布偏り状態に対応するモータ動作を変更し(S742)、布偏り判定を終了する。
When the
制御部20は、回転槽14における洗濯物がいずれの布偏り状態にも該当しないと判定した場合(S723:NO)、モータ16の動作を変更せず、そのまま偏り判定を終了する。この場合、洗濯物が洗濯槽14の中心部の近傍に位置すると思われる。制御部20は、回転槽14内における洗濯物の偏り状態を複数のパターンに分類して判定することができる。例えば、本実施形態の制御部20は、回転槽14内における洗濯物の偏り状態を、上側に偏る布偏り状態、下側に偏る布偏り状態、および上下両方に偏る布偏り状態の三つのパターンに分類して判定することができる。ただし、回転槽14内における洗濯物の偏り状態は、上述の三つの状態に限定されない。例えば、回転槽14内において、洗濯物の偏り状態は、上述の三つの状態の間の状態に該当する可能性がある。このとき、後述するように、制御部20は、回転槽14内における洗濯物の偏り状態を確率で表すことができる。
When the
上述の実施形態の洗濯機1の制御部20が実行する布偏り状態の判定は、機械学習を利用して行ってもよい。この際、例えば、図8に示すように、実施形態の洗濯機1において、制御部20は、演算処理部201と、推論判定部202とを備えてもよい。図8に示すように、実施形態の洗濯機1において、振動検出手段50により、水槽13の振動に関する振動情報を取得し、制御部20の演算処理部201に入力する。振動検出手段50は、実施形態の加速度センサ19を用いてもよいし、その他の構成、例えば、モータ16の回転センサ32や電流センサなどを用いてもよい。制御部20は、演算処理部201が振動情報を用いて、布偏り判定を行うためのデータを計算する。演算処理部201は、計算結果として、例えば、図4に示された、加速度の時系列データを掛け合わせて得られる波形、または図5に示された、加速度の時系列データの分布に関する図形を推論判定部202に入力し、布偏り判定を行う。
The determination of the cloth bias state executed by the
実施形態の洗濯機1は、制御部20が機械学習を利用して布偏り状態の判定を行うことにより、通常状態の判断が難しい場合でも、適切に布偏り状態の判定を行うことができる。制御部20は、機械学習を利用することにより、回転槽14内の洗濯物の布偏りの状態を確率で表すことが可能である。例えば、制御部20は、回転槽14内の洗濯物の布偏りの状態について、上側偏りの確率が70%であり、下側偏りの確率が20%であり、上下両方に偏る確率が10%であると計算し、最終的に布偏り状態が上側偏りであると判定してもよい。
In the
図8に示すように、制御部20は、複数回の機械学習を行った結果を推論判定部2020に格納してもよい。制御部20は、振動情報に関する特徴量と洗濯物の布偏り状態とを機械学習することにより、予め布偏り判定の判定ルールを設定しなくても、適切に布偏り状態を判定することが可能である。制御部20は、複数回機械学習による学習結果(学習済みデータ)を予めマイコンなどを含む制御装置に組み込んでおいでもよい。実施形態の洗濯機1は、学習結果である推論部分のみをマイコンに組み込むことにより、比較的安価なマイコンでも機械学習を用いた推論を行うことができ、かつ、即応性が高い処理が可能である。
As shown in FIG. 8, the
実施形態の洗濯機1は、ゲートウェイ3を経由してネットワークと接続され、サーバと通信可能に構成されてもよい。図9に示すように、洗濯機1は、振動検出手段50と、演算処理部201と、通信部30とを備えてもよい。実施形態の洗濯機1の通信部30は、ゲートウェイ3およびネットワークを介してサーバ2の通信部301と通信可能である。サーバ2は、通信部301と、偏り判定部302とを備えている。ネットワークは、例えば、インターネット、セルラー網、Wi−Fi網、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、公衆回線、電話回線、無線基地局などのうち1つ以上を含む。
The
図9に示すように、洗濯機1の振動検出手段50が水槽13の振動に関する振動情報を取得し、演算処理部201に入力する。洗濯機1の演算処理部201は、振動情報を用いて布偏り判定を行うためのデータを計算し、通信部30を経由してサーバ2に送信する。サーバ2は、洗濯機1より転送されたデータを偏り判定部302に入力し、偏り判定部302で機械学習結果を用いて、布偏り状態を判定する。サーバ2は、偏り判定部302が判定した布偏り状態を通信部301に経由して洗濯機1に送信する。その結果、サーバ2の偏り判定部302は、常時送信される洗濯機1のデータを用いて学習しアップデートが可能となり、より高い精度で布偏り状態の判定を行うことが可能となる。
As shown in FIG. 9, the vibration detecting means 50 of the
ユーザの設置環境、洗濯衣類の情報、および履歴などを用いて、布偏り状態の判定を行い、ユーザ毎の洗濯機1の運転環境に合わせて、洗濯機1の運転動作をカスタマイズすることも可能である。例えば、ユーザ宅の床の材質や傾きによって、床への振動伝達の強さや洗濯機の振動の様相が異なる。図9に示すように、偏り判定部302がサーバ2に配置されているため、複数のユーザより取得した振動データに基づいて機械学習を行うことができる。その結果、それらの情報を加味することでユーザの住宅に合わせた布偏り状態の判定を行うこと精度の向上や振動低減に寄与できる。
It is also possible to determine the cloth bias state using the user's installation environment, laundry clothes information, history, etc., and customize the operating operation of the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、洗濯機の外槽の振動状態を表す連続した少なくとも一周期以上の振動データを取得し、洗濯機の回転槽内の洗濯物の布偏り状態の判定を行うことにより、洗濯物の布偏りに起因する水槽の振動を低減し、洗濯物の洗濯運転動作時使用する水の量を低減することができる。 According to at least one embodiment described above, the vibration data representing the vibration state of the outer tub of the washing machine is continuously acquired for at least one cycle or more, and the cloth bias state of the laundry in the rotary tub of the washing machine is determined. By doing so, it is possible to reduce the vibration of the water tank caused by the unevenness of the cloth of the laundry and reduce the amount of water used during the washing operation of the laundry.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
1…洗濯機、2…サーバ、3…ゲートウェイ、4…洗濯蓋、8…脱水孔、9‥バランスリング、11…筐体、12…トップカバー、13…水槽(外槽)、14…回転槽、15…パルセータ、16…モータ、17…シャフト、18…吊り棒、19…加速度センサ、20…制御部、21…操作パネル、30…通信部、32…回転センサ、34…水位センサ、38…給水弁、42…循環ポンプ、44…乾燥ユニット、50…振動検出手段、131…排水口、132…排水弁、133…切替用モータ、201…演算処理部、202…推論判定部、301…通信部、302…偏り判定部、O…回転軸 1 ... washing machine, 2 ... server, 3 ... gateway, 4 ... washing lid, 8 ... dehydration hole, 9 ... balance ring, 11 ... housing, 12 ... top cover, 13 ... water tank (outer tank), 14 ... rotary tank , 15 ... pulsator, 16 ... motor, 17 ... shaft, 18 ... hanging rod, 19 ... acceleration sensor, 20 ... control unit, 21 ... operation panel, 30 ... communication unit, 32 ... rotation sensor, 34 ... water level sensor, 38 ... Water supply valve, 42 ... Circulation pump, 44 ... Drying unit, 50 ... Vibration detection means, 131 ... Drain port, 132 ... Drain valve, 133 ... Switching motor, 201 ... Arithmetic processing unit, 202 ... Inference determination unit, 301 ... Communication Unit, 302 ... Bias judgment unit, O ... Rotation axis
Claims (13)
前記洗濯槽を回転自在に支持し、前記洗濯槽を内部に収容する外槽と、
前記洗濯槽の洗濯動作を制御する制御部と、
前記外槽の振動情報を検出し前記制御部に出力する振動検出手段と、
を備え、
前記制御部は、前記振動検出手段が取得した少なくとも一周期以上の連続した振動データの特徴量により、前記洗濯槽内の洗濯物の偏り状態を判定する、
洗濯機。 A washing tub that houses laundry and
An outer tub that rotatably supports the washing tub and houses the washing tub inside,
A control unit that controls the washing operation of the washing tub,
A vibration detecting means that detects vibration information of the outer tank and outputs it to the control unit.
Equipped with
The control unit determines the biased state of the laundry in the washing tub based on the feature amount of the continuous vibration data acquired by the vibration detecting means for at least one cycle or more.
Washing machine.
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