JP6999389B2 - 家電機器 - Google Patents

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本発明の実施形態は、家電機器に関する。
従来、洗濯機などの家電機器では、マイクロコンピュータの外部に設けられたEEPROMなどの不揮発性メモリに運転履歴、エラー情報などの各種データが保存され、データの読み書きが行われるようになっている。なお、以下では、マイクロコンピュータをマイコンと省略する。例えば、洗濯機において、ユーザにより設定されたコースの運転が開始されると同時に、マイコンの外部のEEPROMに上記コースの情報が格納されるようになっている。これにより、上記コースの実行中に電源が遮断されたとしても、そのコースの情報が消滅することが防止される。
ただし、マイコンの外部にメモリを設けるということは、コストの増加、回路基板への実装面積の増加などの問題に繋がる。一方、マイコンには、フラッシュメモリが内蔵されており、そのフラッシュメモリを上記データ(バックアップデータ)の保存先として活用することが考えられる。このようにすれば、上述したコストおよび実装面積の問題は生じなくなるものの、次のような問題が生じる。
すなわち、一般に、フラッシュメモリは、EEPROMに比べ、データ書き換え可能回数が少なく、且つデータ保持年数が短い。例えば、データ書き換え可能回数は、EEPROMでは100万回程度であるのに対し、フラッシュメモリでは1万回程度と大幅に少なくなっている。また、データ保持年数は、EEPROMでは40年程度であるのに対し、フラッシュメモリでは20年程度と大幅に短くなっている。したがって、フラッシュメモリを上記データの保存先として活用する場合、そのデータを長期間にわたって保存することができなくなるおそれがある。
特開2017-49902号公報
そこで、コストの増加および回路基板への実装面積の増加を抑制しつつ、各種データを長期間にわたって保存することができる家電機器を提供する。
実施形態の家電機器は、フラッシュメモリが内蔵されたマイクロコンピュータを備える。前記フラッシュメモリは、複数のブロックを備える。この家電機器は、前記家電機器の運転性能に関与するデータおよび安全に関与するデータである第1データと、前記第1データ以外のデータである第2データと、を前記複数のブロックのうちの互いに異なるブロックに記憶するように構成されている。前記第1データの前記家電機器の運転性能に関与するデータには、製品出荷前に書き込まれる補正データが含まれる。前記第1データの前記安全に関与するデータには、前記家電機器の運転が実行されている間に前記家電機器の安全にかかわるエラーが発生したことを表すエラーデータが含まれる。前記第1データが記憶されるブロックの記憶容量は、製品出荷前に書き込まれる前記補正データに加え、少なくとも前記エラーデータを記憶することが可能な容量となっている。
一実施形態に係る洗濯機の構成を模式的に示す図 一実施形態に係る洗濯機の電気的構成を模式的に示す図 一実施形態に係る洗濯機が備えるマイコンの構成を模式的に示す図 一実施形態に係るマイコンが備えるデータフラッシュROMの構成を模式的に示す図 一実施形態に係るデータフラッシュROMに対して第2データが書き込まれる際における処理内容の具体例を模式的に示す図 一実施形態に係るデータフラッシュROMに対して機体固有の初期データが書き込まれる際における処理内容の具体例を模式的に示す図 一実施形態に係る洗濯機のコース運転が実行された際におけるデータフラッシュROMへのデータ書き込みに関する処理の内容を模式的に示す図
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の洗濯機1は、縦型の全自動洗濯機であり、家電機器に相当する。図1において、洗濯機1の外殻は、外箱2と、外箱2の上部に装着されたトップカバー3とにより構成されている。トップカバー3には、図示しない洗濯物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。外箱2内には、水槽5が配設されている。水槽5は、底部が閉塞され且つ上面が開口した円筒容器状をなしていて、外箱2の四隅に設けられた吊り棒6aと図示しないコイルばねを主体に構成された防振装置6を介して弾性的に吊り下げ支持されている。水槽5の中心軸線は上下方向に指向している。
水槽5の内部には、洗濯槽と脱水槽を兼ねた回転槽7が収容配置されている。回転槽7も底部が閉塞され上面が開口した円筒容器状をなしている。回転槽7は、中心軸線を上下方向に指向させた状態で、その中心軸線を中心に回転可能とされている。回転槽7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7の周壁部を厚さ方向に貫通していて、回転槽7の内外を連通させている。回転槽7には、トップカバー3の洗濯物出入口を通して洗濯物が出し入れされる。回転槽7内の底部には、撹拌体10が回転可能に配設されている。この場合、水槽5と回転槽7で槽体30を構成している。
水槽5の下方には、洗濯および脱水用の洗濯機モータ11およびクラッチ機構12が設けられている。洗濯機モータ11は、例えばアウターロータ型の三相のDCブラシレスモータである。洗濯機モータ11の回転数は、回転数センサ26(図2参照)により検出される。また、洗濯機モータ11が有するロータの回転位置は、回転位置センサ27(図2参照)により検出される。回転数センサ26は、回転数検出部としての機能を有する。また、回転位置センサ27は、回転位置検出部としての機能を有する。
クラッチ機構12は、洗濯機モータ11により撹拌体10だけを回転させる場合と、撹拌体10と回転槽7を一体的に回転させる場合とを切り替えるためのものである。水槽5の底部に形成された排水口13には、排水弁14を介して排水ホース15が接続されている。排水弁14が開放されると、回転槽7内および水槽5内の水、つまり槽体30内の水が排水ホース15を通して機外へ排出されるようになっている。排水弁14は排水手段を構成している。
この場合、クラッチ機構12と排水弁14は、水槽5の底部下面に設けられた切替用モータ16により連動して切り替え操作されるようになっている。具体的には、切替用モータ16により排水弁14を開放動作させた場合には、クラッチ機構12は、洗濯機モータ11により撹拌体10と回転槽7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14を閉鎖動作させた場合には、クラッチ機構12は、洗濯機モータ11により撹拌体10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16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。
外箱2内の下部には、運転制御部を構成する制御装置18が設けられている。また、トップカバー3の内部には、安全レバー19によって操作される安全スイッチ20が設けられている。安全レバー19は、トップカバー3の下部から水槽5の外周面と外箱2の内面との間に位置するように垂下する状態に設けられている。安全スイッチ20は、水槽5が揺れて水槽5の外面が安全レバー19に当接することに伴い操作されることで、水槽5の揺れが大きいことを検出する。
トップカバー3の上面における前部(図1の左側)には、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22(図2参照)や操作入力部23(図2参照)が設けられている。トップカバー3内には、回転槽7内および水槽5内へ給水するための給水弁24(図2参照)や、水槽5内の水位を検出するための水位センサ25(図2参照)が設けられている。給水弁24には、図示はしないが水道の蛇口に接続された給水ホースが接続されていて、その給水弁24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7内ひいては水槽5内に供給されるようになっている。
図2は、洗濯機1の電気的構成を、制御装置18を中心として概略的に示したブロック図である。制御装置18は、例えばマイコン31(図3参照)を主体に構成されたもので、洗濯機1の動作全般を制御する機能を備えている。制御装置18には、前述した操作入力部23、水位センサ25、安全スイッチ20、回転数センサ26、回転位置センサ27などから信号が入力される。制御装置18は、これらの入力信号と、予め備えた制御プログラムに基づき、給水弁24、洗濯機モータ11、切替用モータ16などを制御する。
図3に示すように、マイコン31は、マイコン31と同一のチップ内部に構成されたクロック発生回路32を備えている。また、マイコン31は、その内部機能として、CPU33、フラッシュROM34、RAM35、データフラッシュROM36、タイマ37、モータPWM出力38、I/O39、A/D40、パワーオンリセット部41などを備えている。クロック発生回路32は、マイコン31の内部機能を動作させるためのクロック信号を生成する。マイコン31の全体の回路は、上記クロック信号に同期して動作する。
CPU33は、主に演算を行うものであり、フラッシュROM34に格納されたプログラム、データなどに基づいて動作する。フラッシュROM34は、CPU33からデータの書き換えを行うことはできず、データの読み込みだけが行うことができるようになっている。フラッシュROM34へのデータの書き込みは、図示しないフラッシュライタなどを用いて行われる。
RAM35は、一時的なデータの格納を行うためのものである。RAM35は、CPU33からデータの読み出しおよび書き込みが可能であるものの、電源供給が断たれると(電源OFFになると)データが揮発する揮発性メモリである。データフラッシュROM36は、CPU33からデータの読み出しおよび書き込みが可能であり、電源供給が断たれても(電源OFFになっても)データが揮発しない不揮発性メモリである。
タイマ37は、クロック発生回路32から与えられるクロック信号に基づいて、時間を計測すること、マイコン31外部から入力された信号の周波数を計測することなどを行うことができる。モータPWM出力38は、洗濯機モータ11などのモータを駆動する三相インバータ装置の6つのスイッチング素子を駆動するための6相PWM出力動作を行う。
I/O39は、マイコン31が有する各ポートの状態、具体的には各ポートの信号レベルがハイレベルであるかロウレベルであるかの読み取り、各ポートへの信号の出力などを行う。A/D40は、マイコン31外部から入力されるアナログ電圧の読み取りを行うものである。パワーオンリセット部41は、マイコン31の起動時(電源立ち上がり時)、マイコン31内部の全体を初期化してクロック信号に同期した動作を開始させるための機能を有する。
上記構成において、データフラッシュROM36は、フラッシュメモリに相当するものであり、運転履歴、エラー情報などの洗濯機1に関する各種データ(バックアップデータ)が保存される。このように、本実施形態の構成では、洗濯機1に関する各種データの保存先として、マイコン31に内蔵されたフラッシュメモリであるデータフラッシュROM36を用いるようになっている。
さて、従来の洗濯機において上記各種データの保存先として用いられていたマイコン外部のEEPROMは、アドレスを指定して新しいデータを書き込むだけで、古いデータを書き換えることが可能であった。これに対し、データフラッシュROM36などのフラッシュメモリは、データが消去された状態からの書き込みは可能であるが、その逆の書き込みは不可能であるため、このような場合には、ブロック(まとまったデータ単位)での消去、つまりリフレッシュが必要となる。
フラッシュメモリの大きさ(容量)は、マイコンの種類などによって異なる。また、フラッシュメモリは、複数のブロックから構成されており、そのブロック数についても、マイコンの種類などによって異なる。本実施形態のデータフラッシュROM36のブロック構成は、例えば図4に示すようなものとなっている。図4に示すように、データフラッシュROM36は、5つのブロックB1~B5から構成されている。
ブロックB1~B5のうちの1つのブロック、例えばブロックB1には、洗濯機1の運転性能に関与するデータ、洗濯機1の安全に関与するデータなどの比較的書き込み頻度の少ないデータが保存されるとともに、その書き換えが行われないようになっている。なお、これら書き込み頻度の少ないデータは、第1データに相当する。
洗濯機1の運転性能に関与するデータの具体例としては、例えば製品出荷前に書き込まれる補正データを挙げることができる。上記補正データは、製品出荷前、工場ラインでの検査時などにおいて書き込まれる機体固有の初期データであり、例えば重量センサの零点補正のためのデータ、クロック補正のためのデータなどである。
洗濯機1の安全に関与するデータの具体例としては、洗濯機1の安全にかかわるエラーが発生したことを表すエラーデータを挙げることができる。そして、上記エラーデータとしては、例えば、モータ過電流、モータ線の断線、漏電、温水ヒータの電流異常などのエラーデータを挙げることができる。洗濯機1では、これらの異常が検知された状態で運転が再開されると危険が生じるおそれがあるため、上記エラー発生時、つまり上記エラーデータが保存された状態では、ユーザの操作による運転の再開が行えないようになっている。
仮に、上記エラーデータの発生履歴が消えてしまった場合、ユーザの操作による運転の再開が可能になってしまうため、上記エラーデータについては、データフラッシュROM36から意図せずに消えてしまうことがないように確実に保持する必要がある。なお、このような第1データが記憶されるブロックB1の記憶容量としては、製品出荷前に書き込まれる補正データに加え、少なくとも安全に関与するデータ、特には上記したエラーデータを記憶することが可能な容量になっている。
上記第1データが保存されるブロックを除く4つのブロック、例えばブロックB2~B5には、洗濯機1が運転されることにより更新される運転履歴を表すデータなどの比較的書き込み頻度の多いデータが保存される。また、この場合、4つのブロックB2~B5における書き換え回数が平均化されるように書き換えが行われるようになっている。なお、これら書き込み頻度の多いデータは、第2データに相当する。
このように、本実施形態では、洗濯機1の運転性能に関与するデータまたは洗濯機1の安全に関与するデータである第1データと、第1データ以外のデータである第2データとを、データフラッシュROM36の複数のブロックB1~B5のうちの互いに異なるブロックに記憶するように構成されている。
続いて、データフラッシュROM36に対して第2データが書き込まれる際における処理内容の具体例について図5を参照して説明する。電源が投入されて洗濯機1が起動すると(スタート)、ステップS101に進み、運転が継続中であるか否かが判断される。ここで、運転が終了している場合、ステップS101で「NO」となり、処理が終了となる(エンド)。
一方、運転が継続中である場合、ステップS101で「YES」となり、ステップS102に進む。ステップS102では、データの書き込み命令があるか否かが判断される。ここで、データの書き込み命令がない場合、ステップS102で「NO」となり、ステップS101に戻る。一方、データの書き込み命令がある場合、ステップS102で「YES」となり、ステップS103に進む。
ステップS103では、ブロックB2~B5のうち現在使用中のブロックに空き容量が存在するか否かが判断される。ここで、現在使用中のブロックに空き容量が存在する場合、ステップS103で「YES」となり、ステップS104に進む。ステップS104では、現在使用中のブロックに対し、書き込み命令があったデータが書き込まれる。なお、この場合、データは追記される形となる。ステップS104の実行後は、ステップS101に戻る。
一方、現在使用中のブロックに空き容量が存在しない場合、ステップS103で「NO」となり、ステップS105に進む。ステップS105では、現在使用中のブロックの次のブロックのデータが消去される。なお、この場合、現在使用中のブロックがブロックB2であれば次のブロックはブロックB3となり、現在使用中のブロックがブロックB3であれば次のブロックはブロックB4となり、現在使用中のブロックがブロックB4であれば次のブロックはブロックB5となり、現在使用中のブロックがブロックB5であれば次のブロックはブロックB2となる。
ステップS105の実行後は、ステップS106に進み、現在使用中のブロックに保存されているデータの全てまたは一部(必要なデータ)が、次のブロックにコピーされる。ステップS106の実行後は、ステップS107に進み、次のブロックに対し、書き込み命令があったデータが書き込まれる。ステップS107の実行後は、ステップS101に戻る。
続いて、データフラッシュROM36に対して機体固有の初期データ(補正データなど)である第1データが書き込まれる際における処理内容の具体例について図6を参照して説明する。電源が投入されて洗濯機1が起動すると(スタート)、ステップS201に進み、製品出荷前の検査モードが開始される。
ステップS201の実行後は、ステップS202に進み、データフラッシュROM36のブロックB1に対し、例えば重量センサの零点補正データ、クロック補正データなどの機体固有の初期データが書き込まれる。ステップS202の実行後は、ステップS203に進み、検査モードが終了される。ステップS203の実行後、処理が終了となる(エンド)。
続いて、所定のコース運転が実行された際におけるデータフラッシュROM36へのデータ書き込みに関する処理の内容について図7を参照して説明する。電源が投入されて洗濯機1が起動すると(スタート)、ステップS301に進み、所定のコース運転が開始される。
ステップS301の実行後は、ステップS302に進み、安全にかかわるエラーが発生していないか否かが判断される。ここで、上記エラーが発生している場合、ステップS302で「NO」となり、ステップS303に進む。ステップS303では、発生したエラーに対応するエラーデータがブロックB1に書き込まれる。ステップS303の実行後は、ステップS305に進む。
一方、上記エラーが発生していない場合、ステップS302で「YES」となり、ステップS304に進む。ステップS304では、コース運転が終了したか否かが判断される。ここで、コース運転が継続中である場合、ステップS304で「NO」となり、ステップS302に戻る。一方、コース運転が終了した場合、ステップS304で「YES)となり、ステップS305に進む。
ステップS305では、ブロックB2~B5のうち現在使用中のブロックに空き容量が存在するか否かが判断される。ここで、現在使用中のブロックに空き容量が存在する場合、ステップS305で「YES」となり、ステップS306に進む。ステップS306では、現在使用中のブロックに対し、本コース運転に関する運転履歴を表す運転履歴データが書き込まれる。なお、この場合、データは追記される形となる。ステップS306の実行後、処理が終了となる(エンド)。
一方、現在使用中のブロックに空き容量が存在しない場合、ステップS305で「NO」となり、ステップS307に進む。ステップS307では、現在使用中のブロックの次のブロックのデータが消去される。ステップS307の実行後は、ステップS308に進み、現在使用中のブロックに保存されているデータの全てまたは一部(必要なデータ)が、次のブロックにコピーされる。ステップS308の実行後は、ステップS309に進み、次のブロックに対し、本コース運転に関する運転履歴を表す運転履歴データが書き込まれる。ステップS309の実行後、処理が終了となる(エンド)。
以上説明したように、本実施形態の洗濯機1では、運転履歴、エラー情報などの各種データの保存先として、マイコン31に内蔵されるデータフラッシュROM36を用いている。そのため、本実施形態によれば、各種データの保存先としてマイコンの外部に設けたEEPROMを用いる従来の構成に比べ、製造コストを低減することができるとともに、回路基板への実装面積の増加を抑制することができる。
ただし、データフラッシュROM36などのフラッシュメモリには、EEPROMに比べ、データ書き換え可能回数が少なく、且つデータ保持年数が短いというデメリットがある。そこで、本実施形態では、このようなデメリットを解消するため、次のような工夫が加えられている。
すなわち、洗濯機1の運転性能に関与するデータまたは安全に関与するデータ、具体的には、製品出荷前に書き込まれる補正データ、洗濯機1の安全にかかわるエラーが発生したことを表すエラーデータなどの第1データは、書き換えの頻度が極めて少なく、ほとんど書き換えられることはない。これに対し、第1データ以外のデータ、具体的には、洗濯機1が運転されることにより更新される運転履歴データなどの第2データは、書き換えの頻度が比較的多く、比較的頻繁に書き換えが行われる。
本実施形態の洗濯機1は、第1データおよび第2データの上述したような特徴に着目し、洗濯機1の運転性能に関与するデータまたは安全に関与するデータである第1データと、その第1データ以外のデータである第2データとを、データフラッシュROM36の複数のブロックB1~B5のうち互いに異なるブロックに記憶するように構成されている。
上記構成によれば、書き換えの頻度が極めて少なく、且つ運転性能および安全に関与する重要なデータである第1データが、書き換えの頻度が多い第2データとは別のブロックに保存されることになる。したがって、第1データが保存されたブロックについて、ブロックでの消去が行われる可能性を極めて低く抑えることが可能となり、その結果、運転性能および安全に関与する重要な第1データを長期間にわたって保存することが可能となる。
上述したように、本実施形態によれば第1データを長期保持することができるため、安全にかかわるエラーが発生したことを表すエラーデータ(の発生履歴)が意図せずに消えてしまうことが抑制される。したがって、本実施形態によれば、例えばモータ過電流、モータ線の断線、漏電、温水ヒータの電流異常などの異常が発生した状態で、運転が再開されてしまうという事態の発生を未然に防止することができる。
また、書き換えの頻度が比較的多い第2データについては、データフラッシュROM36の複数のブロックB2~B5に保存するとともに、それらブロックB2~B5における書き換え回数が平均化されるように書き換えが行われるようになっている。このようにすることで、比較的重要度の低い運転履歴データなどの第2データについても、長期間にわたって保存することを可能としている。
このように、本実施形態によれば、洗濯機1の製造コストの増加および回路基板への実装面積の増加を抑制しつつ、洗濯機1に関する各種データを長期間にわたって保存することができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態では、第1データが記憶されるブロックB1の記憶容量としては、製品出荷前に書き込まれる補正データに加え、少なくとも安全に関与するデータ、特には上記したエラーデータを記憶することが可能な容量になっている。このようにすれば、第1データが記憶されるブロックB1の容量に空きが無くなってブロック消去が行われる可能性を一層低く抑えることができ、その結果、第1データを一層確実に長期保持することができる。
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
本発明は、洗濯機1に限らず、例えば乾燥機、冷蔵庫、食器洗浄機など、家電機器全般に適用することができる。
以上、本発明の複数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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
図面中、1は洗濯機(家電機器)、31はマイクロコンピュータ、36はデータフラッシュROM(フラッシュメモリ)、B1~B5はブロックを示す。

Claims (2)

  1. フラッシュメモリが内蔵されたマイクロコンピュータを備えた家電機器であって、
    前記フラッシュメモリは、複数のブロックを備え、
    前記家電機器の運転性能に関与するデータおよび安全に関与するデータである第1データと、前記第1データ以外のデータである第2データと、を前記複数のブロックのうちの互いに異なるブロックに記憶するように構成されており、
    前記第1データの前記家電機器の運転性能に関与するデータには、製品出荷前に書き込まれる補正データが含まれ、
    前記第1データの前記安全に関与するデータには、前記家電機器の運転が実行されている間に前記家電機器の安全にかかわるエラーが発生したことを表すエラーデータが含まれ、
    前記第1データが記憶されるブロックの記憶容量は、製品出荷前に書き込まれる前記補正データに加え、少なくとも前記エラーデータを記憶することが可能な容量となっている家電機器。
  2. 前記第2データには、前記家電機器が運転されることにより更新されるデータが含まれる請求項1に記載の家電機器。
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