JPH03178689A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は洗濯水の汚れ具合を検出して洗濯時間を自動決
定する洗濯機に関するものである。

従来の技術 従来より洗濯機に洗浄センサを設けて洗濯水の汚れ具合
いにより洗濯時間を決定する方法は提案されているが、
汚れ具合いの場合分けにより適当に洗濯時間を決めてい
た。

発明の解決しようとする課題 しかし本来、汚れ具合いと洗濯時間の関係は連統帥であ
るはずで、その関係にもとずいて洗濯時間を決めた方が
、きめ細かい洗濯ができることは言うまでもない。とこ
ろがこの関係は使用者の勘・経験で戒り立つのが現状で
、簡単に数式化するのは困難であるという課題があった
。

本発明は上記従来の課題を解決したものであり、ファジ
ィ推論器を用いて最適できめ細かな洗濯ができる洗濯機
を提供することを第１の目的とするものである。第２の
目的は目的に合致した特性のファジィ推論器を容易に構
成することができる洗濯機を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は第１の目的を達成するために、洗濯水の汚れ具
合を検出する洗浄センサと、この洗浄センサの検出値が
飽和するまでの時間と、その時の検出値とを入力とし、
ファジィ推論により洗濯時間を決定するファジィ推論器
を備え、前記ファジィ推論器は、洗浄センサの検出値が
飽和するまでの飽和時間と飽和時間メンバーシップ関数
との適合度を求める飽和時間適合度演算手段と、洗浄セ
ンサの検出値と検出値メンバーシップ関数との適合度を
求める検出値適合度演算手段と、前記２つの演算手段に
より求めた２つの適合度から小さい方を選出し前件部適
合度を求める前件部ミニマム演算手段と、全ての洗濯時
間推論ルールについて、この前件部適合度と洗濯時間メ
ンバーシップ関数とのミニマムを演算し全てのルールの
結論を求める後件部ミニマム演算手段と、この全てのル
ールの結論の重心を求める重心演算手段と、前記各メン
バーシップ関数を記憶する飽和時間メンバーシップ関数
記憶手段、検出値メンバーシップ関数記憶手段および洗
濯時間メンバーシップ関数記憶手段と、前記沈痛時間推
論ルールを記憶する浣沼時間推論ルール記憶手段とで構
成される洗濯機としたものである。

また第１の目的を達成するために、検出値メンバーシッ
プ関数は重み付き単調形メンバーシップ関数で構成した
洗濯機としたものである。

作用 前記課題を解決するための手段による作用は次のとおり
である。すなわち、使用者が汚れ具合いから洗濯時間を
決定する際のノウ・／＼つを知識としてファジィ推論器
の各構成要素ににもたせることにより、汚れセンサの検
出値からファジィ推論により最適な洗濯時間を決定する
ことができる。

もちろん決定される洗濯時間は無段階である。

また重み付き単調形メンバーシップ関数の効果を用い、
メンバーシップ関数の傾きを調節することにより目的に
合致した特性のファジィ推論器を容易に構成することが
できるものである。

実施例 以下本発明の一実施例について第１図〜第９図をもとに
説明する。図において、１は排水ホース内の光の透過度
により後記する洗濯槽内の水の濁り度を検出する洗浄セ
ンサで、排水ホースの排水口に発光部と受光部を対面す
るように設け、発光部からの光を受光部で受光するもの
である。２は洗浄センサ１の検出値が飽和するまでの時
間と、その時の検出値とを入力とし、ファジィ推論によ
り洗濯時間を決定するファジィ推論器である。３はファ
ジィ推論器２による時間が経過すると制御信号を出力す
る制御部である。４はマイクロコンピュータで、前記フ
ァジィ推論器２及び制御部を構成している。５は洗濯用
のモータである。

前記したファジィ推論器２の具体的な構成は第２図に示
す構成となっている。即ち洗浄センサ１の検出値が飽和
するまでの飽和時間と飽和時間メンバーシップ関数との
適合度を求める飽和時間適合度演算手段６と、洗浄セン
サ１の検出値と検出値メンバーシップ関数との適合度を
求める透過度適合度演算手段７と、前記２つの演算手段
により求めた２つの適合度から小さい方を選出し前件部
適合度を求める前件部ミニマム演算手段１０と、全ての
洗濯時間推論ルールについて、この前件部適合度と洗濯
時間メンバーシップ関数とのミニマムを演算し全てのル
ールの結論を求める後件部ミニマム演算手段１２と、こ
の全てのルールの結論の重心を求める重心演算手段１４
と、前記各メンバーシップ関数を記憶する飽和時間メン
バーシップ関数記憶手段８、透過度メンバーシップ関数
紀憶手段９及び洗濯時間メンバーシップ関数記憶手段１
３と、前記洗濯時間推論ルールを記憶する洗濯時間推論
ルール記憶手段１１とで構成される。

次に第６図において、１５は洗濯物及び洗濯水を入れる
洗濯槽、１６は洗濯水を溜める外槽である。１７は洗濯
物及び洗濯水を撹拌するパルセータで、モータ５により
ベルト１８を介して回転される。１９はエアトラップ２
０内の気圧を検出することにより洗濯槽１５内の水量を
検出する水位センサである。洗ｉ？［１５内の水の出し
入れはソレノイドバルブにより駆動される給水弁２１お
よび排水弁２２によりコントロールされる。

次に先に説明した洗浄センサ１の動作原理を説明する。

洗浄センサ１は排水ホースの排水口に発光部と受光部を
対面するように設け、発光部からの光を受光部で受光す
るのであるが、この受光量により洗濯水の透過度を検出
することができる。

また透過度は洗濯水の濁り度により変化する。即ちこの
構成の洗浄センサ１により洗濯物の汚れの落ち具合いを
検出できる。洗濯開始時からの透過度の変化は、第７図
に示すように、洗濯開始時の透過度はｖｌで、洗濯が進
むにつれて洗濯水の濁り度がひどくなるので透過度が小
さくなり、洗濯開始して１時間（以後飽和時間と呼ぶ）
後に透過度はｖ２で安定する。すなわち洗濯水の濁り度
が飽和状態になる。この時、ｖ２は洗濯物の汚れ量、Ｔ
は汚れの落ちにくさく以後汚れ質と呼ぶ〉を表している
。

ここで、無駄なくきれいに洗濯物の汚れを落とすことを
考えると、洗濯水流を一定とした場合は、洗濯効果は洗
濯時間で決定される。そこで、前記透過度および飽和時
間より最適な洗濯時間を決定することを考える。透過度
、飽和時間は洗濯物の汚れ量、汚れ質を表すと述べたが
、これらの変量から洗濯時間の決定は、使用者の勘・経
験による部分が多く数式化することは困難である。そこ
で、使用者の一般的なノウ・ハウをファジィルールで表
すことにより適切な洗濯時間をファジィ推論により決定
する。

次に制御動作について説明する。洗濯行程では制御部３
がモータ５を制御することによりパルセータ１７が回転
し、所定の水流を発生して洗濯を行う。ファジィ推論器
２は洗浄センサ１がら得た透過度と飽和時間より洗濯時
間を決定する。制御部３は前記洗濯時間が経過するとモ
ータ５を停止させる。以上の動作により洗濯行程が終了
する。

次に洗濯時間決定の一実施例を第２図〜第５図を基に説
明する。洗濯時間は洗浄センサ１がら得た飽和時間と、
飽和時の透過度とがらファジィ推論することにより決定
される。ファジィ推論は第３図に示すように「飽和時間
が短がく、且つ透過度が高ければ、洗濯時間をとても短
くする」というような６個のルールに基づいて行われる
。飽和時間が「短く」とか、透過度が「高い」とか、洗
濯時間を「とても短く」といった定性的な概念は第４図
（ａ　）、　（ｂ）、　（ｃ　）に示すメンバーシップ
関数により定量的に表現される。

ここで第２図において、飽和時間適合度演算手段６は洗
濯開始時から透過度が飽和するまでの時間、即ち飽和時
間と飽和時間メンバーシップ関数との適合度を算出する
。また透過度適合度演算手段７は飽和時の洗浄センサの
検出値、即ち透過度と透過度メンバーシップ関数との適
合度を算出する。次に前件部ミニマム演算手段１ｏは、
洗濯時間推論ルールの前件部に基づいて、前記２つの適
合度の内小さい方を求め、そのルールの前件部の適合度
とする。後件部ミニマム演算手段１２は、洗濯時間推論
ルールに基づいて、前記前件部適合度と洗濯時間メンバ
ーシップ関数とのミニマムを算出し、そのルールの結論
とする。最後に重心演算手段１４が前記後件部ミニマム
演算手段１２により得た全ルールの結論の重心を算出し
、最終の結論とする。ここで得られた最終の結論が洗濯
時間である。

この時、各種メンバーシップ関数はそれぞれ飽和時間メ
ンバーシップ関数記憶手段８、透過度メンバーシップ関
数記憶手段９及び洗濯時間メンバーシップ関数記憶手段
１３にＨａｌｆされている。

また洗濯時間推論ルールは洗濯時間推論ルール記憶手段
１１に記憶されている。

ここで透過度メンバーシップ関数は重み付き単調形メン
バーシップ関数で構成されており、第４図（ｂ）に示す
通りであるが、その効果を第８図、第９図を用いて説明
する。第８図（ａ）に示すように重み付き単調形メンバ
ーシブ関数の各メンバーシップ関数のラベルをＡ、Ｂ、
Ｃとし、ファジィ推論のルールを第８図（ｂ）に示すよ
うにする。この例では後件部を実数値としている。推論
演算は通常のＭＡＸ　−ＭＩＮ合成法を用いる。この構
成のファジィ推論においてメンバーシップ関数Ｃの傾き
を変化させた場合の入出力特性は第９図のようになる。

図に示すようにメンバーシップ関数Ｃの傾きを変えるこ
とによって多種の２次曲線を容易に表せる。

このような重み付き単調形メンバーシップ関数の効果を
用いて、本実施例では第４図（ｂ）に示す透過度が「高
い」を表すメンバーシップ関数の傾きを調節して、目的
に合致した特性のファジィ推論器を容易に構成している
。

以上説明したファジィ推論器２による推論結果は、第５
図に示すように、洗浄センサ１より得た飽和時間および
透過度と洗濯時間の複雑で難しい関係をうまく表してい
る。即ち汚れ具合いに応じてきめ細かく最適に洗濯時間
を決定することができる。また通常丙れ具合いと洗濯時
間は、汚れを落とすという観点からは線形な関係である
と考えられるが、布いたみを少なくとか経済性といった
要素を観点に加えると前記関係は非線形になる。

このことは、洗濯時間を長くすれば汚れは良く落ちるが
、布いたみがひどくなることや効率的に不経済になると
いうことから容易に分かる。ファジィ推論器２による洗
濯時間決定はこれらの要素ら加味したうえで行われるの
で、最適な洗濯時間が（ダられる。

なお、本実施例では洗濯時間メンバーシップ関数に通常
の三角形を用いたが、線形式や実数値で実現する方法も
考えられる。またルールの数は６個に限定されるわけで
はない。さらにすすぎ時間の決定が、洗濯時間の決定と
同様の方法によって実現できることは言うまでもない。

さらにまた本実施例では検出値適合度演算手段として透
過度適合度演算手段７を用いて洗浄センサ１により洗濯
水の透過度を検出したが、洗濯水の導電率や画像処理に
よる方法も考えられる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、汚れ具合いから洗濯時間
を決定するノウ・ハウをファジィ推論器に知識として持
たせることにより、使用者が行うと同様にいろいろな要
素を加味したうえで洗濯時間を決定するので、最適な洗
濯時間を得ることができきめ細かい洗濯を実現できるも
のである。

また重み付き単調形メンバーシップ関数の効果を用いて
、メンバーシップ関数の傾きを調節して、目的に合致し
た特性のファジィ推論器を容易に得ているものであり、
極めて有用なものである。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明洗濯機の一実施例の要部構成を示すブロ
ック図、第２図は同ファジィ推論器のブロック図、第３
図〜第５図はそれぞれ同ファジィ推論のルール、メンバ
ーシップ関数、人出力特性を示す図、第６図は同洗濯機
の概略構成図、第７図は同洗浄センサの特性図、第８図
、第９図はそれぞれ重み付き単調形メンバーシップ関数
の説明図である。 １・・・洗浄センサ、２・・・ファジィ推論器、３・・
・制御部、５・・・モータ、６・・・飽和時間適合度演
は手段、７・・・透過度適合度演算手段、８・・・飽和
時間メンバーシップ関数記憶手段、９・・・透過度メン
／＜−シップ関数記憶手段、１０・・・前件部ミニマム
１寅見手段、１１・・・洗濯時間推論ルール記１４合手
段、１２・・・後件部ミニマム演算手段、１３・・・洗
７１１時間メンバーシップ関数記憶手段、１４・・・重
心演算千成。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）洗濯水の汚れ具合を検出する洗浄センサと、この
   洗浄センサの検出値が飽和するまでの時間と、その時の
   検出値とを入力とし、ファジィ推論により洗濯時間を決
   定するファジィ推論器を備え、前記ファジィ推論器は、
   洗浄センサの検出値が飽和するまでの飽和時間と飽和時
   間メンバーシップ関数との適合度を求める飽和時間適合
   度演算手段と、洗浄センサの検出値と検出値メンバーシ
   ップ関数との適合度を求める検出値適合度演算手段と、
   前記２つの演算手段により求めた２つの適合度から小さ
   い方を選出し前件部適合度を求める前件部ミニマム演算
   手段と、全ての洗濯時間推論ルールについて、この前件
   部適合度と洗濯時間メンバーシップ関数とのミニマムを
   演算し全てのルールの結論を求める後件部ミニマム演算
   手段と、この全てのルールの結論の重心を求める重心演
   算手段と、前記各メンバーシップ関数を記憶する飽和時
   間メンバーシップ関数記憶手段、検出値メンバーシップ
   関数記憶手段および洗濯時間メンバーシップ関数記憶手
   段と、前記洗濯時間推論ルールを記憶する洗濯時間推論
   ルール記憶手段とで構成される洗濯機。
2. （２）検出値メンバーシップ関数は重み付き単調形メン
   バーシップ関数で構成した請求項１記載の洗濯機。