JPH04338490A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗濯布量や洗濯液の汚
れ度合に応じて洗濯運転を自動的に行うようにした洗濯
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の洗濯機として特開平２−
７７２９６号公報に示されているように、ファジィ制御
により洗濯工程を制御するものが知られている。このよ
うな従来例では洗濯物や洗濯状態の情報をセンサにより
検知しファジィ推論部により水量，水流，時間等をファ
ジィ制御するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来のようにセ
ンサからの情報により制御対象の水量，水流，時間等を
ファジィ制御する場合、設計段階においてファジィ推論
のメンバーシップ関数決定に非常に多くの労力を必要と
し、特に微妙な調整過程に時間がかかっていた。さらに
使用者が使う段階において使用者に不満が有る場合には
変更できない問題があった。

【０００４】本発明は上記課題を解決するものでメンバ
ーシップ関数の設計を容易にするだけではなく、使用者
の主観に応じた制御結果となるようにするのを第１の目
的とする。また、使用状況に応じて最適操作量となるよ
うにするのを第２の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明の第一の手段は、洗濯液の透過度を検出する透
過度検知装置と、洗濯物の負荷状態を検出する布負荷検
知装置等の検知装置と、これらのセンサ信号により操作
量を推論するメンバーシップ関数とファジィ推論演算部
より構成されるファジィ推論部と、洗濯あるいは脱水を
行うモータ制御部、あるいは投入洗剤量を制御する洗剤
量制御部と、ファジィ推論部のメンバーシップ関数変更
手段と、メンバーシップ関数の記憶手段より構成される
。メンバーシップ関数変更手段はキーボードより変更操
作することでファジィ推論部のメンバーシップ関数を変
更できるか、あるいは上記センサ信号の時系列データよ
り推論決定されてメンバーシップ関数を変更できる。

【０００６】上記第２の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、前記各検知装置と各センサ信号データあ
るいはファジィ推論データより最適メンバーシップ関数
を学習記憶する学習手段と、ファジィ推論のメンバーシ
ップ関数を変更する変更手段より構成される。

【０００７】

【作用】本発明の第一の手段によれば、ファジィ推論部
のメンバーシップ関数をメンバーシップ関数変更手段に
より変更でき、予め記憶されたメンバーシップ関数が使
用者の要求に対し不適当な場合にはキーボードなどによ
りメンバーシップ関数を変更して最適出力となるように
制御できる。例えば洗浄性能が使用者の主観と合わない
場合には「念入り」キーを操作することにより洗浄性能
向上のため洗い時間を長くし、洗剤量を多くするメンバ
ーシップ関数が記憶手段より選択されメンバーシップ関
数変更手段によりメンバーシップ関数が変更され、ファ
ジィ制御結果が使用者の主観に応じたものになる。

【０００８】本発明の第二の手段によれば、学習手段と
メンバーシップ関数変更手段により自動的にメンバーシ
ップ関数を最適値に変更する。例えば、洗濯液の汚れ度
合と布量のデータを蓄積するとその家庭の洗濯状況（家
族構成や衣類の汚れ状況や洗濯パターン）が推論でき、
学習手段はセンサの蓄積データより洗濯状況に最適なメ
ンバーシップ関数を選択したり発生させたりする。メン
バーシップ関数変更手段は、前記学習手段からのデータ
に応じてメンバーシップ関数を変更し家庭の洗濯状況に
応じた最適な洗濯運転を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を全自動洗濯機に適用した場合
の実施例について図面を参照して説明する。

【００１０】図１は全自動洗濯機の機能ブロック図であ
り、受水槽１内に洗濯脱水槽２を設置し、洗濯脱水槽２
の底部に設けた撹拌翼３を減速機構を介してモータ４に
より駆動する。給水弁５は受水槽１への給水制御を行い
、洗剤投入装置６は受水槽１への投入洗剤量を制御する
。７は受水槽１の洗濯液の水位を検出する水位センサで
、８は排水弁である。９は受水槽１と排水弁８の接合部
である透明または半透明の排水コックに取りつけられた
光センサで、発光素子と受光素子より構成され光学的に
洗濯液の透過度を検出する。１０は回転センサでモータ
４またはプーリの回転数を検出する。１１は光センサ９
の信号より透過度を検出する透過度検知装置で、１２は
モータ４の駆動を止めた瞬間のモータ４またはプーリの
惰性回転数変化を検出して布量または布質の負荷状態を
検出する布負荷検知装置である。１３は水位センサ７の
出力信号より水位を検出する水位検知装置である。１４
は上記各検知装置の出力信号を入力して操作量をファジ
ィ推論するファジィ推論部である。１５はファジィ推論
部の操作量により洗剤量を制御する洗剤量制御部、１６
は同じくモータ４を制御するモータ制御部、１７は同じ
く給排水制御部である。１８はファジィ推論部１４のメ
ンバーシップ関数を変更できるメンバーシップ関数変更
手段で、１９はメンバーシップ関数のデータを記憶する
記憶手段である。メンバーシップ関数変更手段１８は記
憶手段１９よりメンバーシップ関数データを呼び出しフ
ァジィ推論部のメンバーシップ関数を変更することが可
能である。

【００１１】図２に透過度検知装置のブロックダイヤグ
ラムの一実施例を示す。マイクロコンピュータ２０の出
力信号（ＰＷＭ信号）により清水時に光センサ９の発光
出力制御を行い、清水時からの透過度変化により汚れ度
合や泡を検出するものである。具体的には光センサ９の
発光ダイオード９ａの発光出力をＤ／Ａ変換回路２１と
電圧−電流変換（Ｖ／Ｉ）回路２２によりすすぎ給水時
に制御し、光センサ出力電圧Ｖｏをマイクロコンピュー
タ２０に内蔵したＡ／Ｄ変換回路により検出し設定電圧
Ｖｓに制御するフィードバック回路を構成する。設定電
圧Ｖｓに設定された時の発光出力制御データを不揮発性
メモリよりなる記憶手段２３に書き込み、以降のすすぎ
時あるいは次回の洗い時には記憶手段２３の制御データ
により発光出力は一定に制御される。このように発光出
力制御された時、透過度はＶｏ／Ｖｓで表され１００％
の時汚れはなくＶｏ／Ｖｓが小さくなるほど対数的に汚
れが大きくなる。

【００１２】図３には本発明の他の実施例を示す。透過
度検知装置１１の出力信号より泡，透過度，飽和時間を
検出してファジィ推論を行い、洗剤量，水流，洗い時間
をファジィ制御し、ファジィ推論の後件部メンバーシッ
プ関数を洗濯機の操作表示部２４により変更できるよう
にする。図４には洗い時の光センサ出力信号変化を示し
、時間経過に従い光センサ出力電圧Ｖｏは低下し洗剤量
，汚れあるいは布種により泡が増加しＶｏの振幅Ｖｐｐ
が大きくなる。この振幅Ｖｐｐが泡の大小に対応する。 Ｖｏの最大値の変化をＶｐで示し、Ｖｐが飽和してほぼ
一定値になった洗い時間を飽和時間Ｔ１としその時のＶ
ｐをＶ１とすると汚れの量は透過度Ｖ１／Ｖｓにより判
別できる。透過度は泡成分により低下するので、図３の
泡補正１１ａにより泡データＶｐｐに比例定数ｋをかけ
た値ｋＶｐｐによりＶ１の補正を行う。

【００１３】図５（ａ）は前件部の透過度、（ｂ）は前
件部の飽和時間のメンバーシップ関数を示し、（ｃ），
（ｄ）は９ルールの後件部の洗い時間実数型メンバーシ
ップ関数の組み合わせの一実施例を示す。（ｃ）は通常
の実数型データで、（ｄ）は洗い時間を長くしたい場合
の実数型データである。（ｃ）においては、透過度が低
下し飽和時間が長くなるほど洗い時間は長くなり汚れが
大きい場合には１６分、汚れが小さい場合には３分にな
る。また（ｄ）の場合には、それぞれ１８分，５分とな
る。９ヶのデータを変更するだけで思い通りの洗い時間
を設定することができる。よってキーボードなどの操作
表示部より後件部実数型メンバーシップ関数を変更する
だけで使用者の思い通りの洗濯パターンに設定でき、か
つ数値データを変更するだけで容易に可能である。また
、（ｅ）は洗剤投入量の後件部実数型メンバーシップ関
数の組み合わせの一実施例で汚れが少ない場合は２８ｇ
、汚れが大きい場合には６６ｇとなる。前件部メンバー
シップ関数はそのままで後件部実数型メンバーシップ関
数の実数データを変更するだけで洗剤量をファジィ推論
することができる。言い換えれば、ファジィ推論演算部
はそのままで後件部のメンバーシップ関数の実数値を変
更するだけで洗い時間や洗剤量を使用者の思い通りに制
御可能となる。

【００１４】操作表示部より、使用者の主観に応じた設
定値を予め用意しておき使用者が選択できるようにする
か、あるいは特殊なキー操作により修理技術者がキーボ
ードより後件部メンバーシップ関数を変更できるように
してもよい。

【００１５】図６に本発明の他の実施例を示し、センサ
データあるいはファジィ推論データを蓄積し最適値を出
力する学習手段によりメンバーシップ関数を変更するも
のである。（ａ）は透過度あるいは布負荷データ等を不
揮発性メモリ等に蓄積し洗濯運転パターンを学習する学
習手段によりメンバーシップ関数を変更するもので、洗
濯時の平均的な布量が多くかつ汚れ度合が大きい場合に
は家族数が多くて衣類がよく汚れる子供がいる家族構成
と判断し、洗い時間を少し多めとなるようにメンバーシ
ップ関数を変更する。あるいは汚れ落ちが悪く飽和時間
が長くなる傾向ならば水流が強めとなるメンバーシップ
関数に変更する。（ｂ）は家族構成あるいは洗濯パター
ン等の生活パターンをファジィ推論し、ファジィ推論し
たデータを蓄積して学習手段により判定し洗い時間や洗
剤量のメンバーシップ関数を変更する。家族構成や洗濯
パターンは各種データより明確に区別できないのでファ
ジィ推論が適している。

【００１６】図７は本発明による概略フローチャートの
一実施例である。１０１は布負荷検知サブルーチンで、
モータオフ時の惰性回転数を検知して布量あるいは布質
に関する情報を検出し、最適水位，水流，初期洗剤量を
設定する。１０２は洗い制御サブルーチンで、サブルー
チン１０１で設定された洗い工程を実行する。１０３に
より洗濯液の透過度および泡成分Ｖｐｐを検出し、１０
４は泡による透過度低下を補正する。１０５は飽和検知
をするために透過度変化が設定値になったかどうか判定
するもので、透過度変化がほとんどなくなるかあるいは
設定値になれば飽和と判定し、１０６にてその時の洗い
経過時間を飽和時間Ｔ１とする。１０７は透過度，飽和
時間Ｔ１，布量等のデータを学習手段に記憶蓄積し、１
０８は学習手段の出力データよりファジィ推論部のメン
バーシップ関数を変更する。１０９は洗い時間，洗剤量
，水流等のファジィ推論を行い１１０，１１１にてファ
ジィ推論結果に基づき洗剤あるいは洗い時間を追加する
。

【００１７】以上透過度と飽和時間によりファジィ推論
を行う実施例について述べたが、透過度と布量、あるい
は水温センサを設け布量と水温等によりファジィ推論を
行う場合も同様であることは明らかである。

【００１８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、メンバ
ーシップ関数変更手段により使用者の思い通りの洗濯運
転が容易に可能となり、しかも微妙な運転設定ができる
。例えば汚れ度合が通常よりも大きい場合には洗い時間
を長めに設定し、通常よりも小さい場合にはそれほど長
くしないような制御が可能となる。特にファジィ推論の
後件部を実数型メンバーシップ関数とすることにより、
データの変更が容易となり、ファジィ推論演算部のプロ
グラム変更が不必要でしかもルール数よりも少ないデー
タによりファジィ推論結果のパターンを多く変更できる
特徴がある。また、記憶手段の記憶容量も小さいもので
よく経済的である。

【００１９】キーボードなどの操作表示部よりメンバー
シップ関数を変えることにより使用者の主観に応じた運
転が容易に可能となる。また特殊な洗濯パターンにした
い場合には、キーボードからの特殊な操作により特殊な
メンバーシップ関数に変更するだけでよい。また、工場
出荷段階にてメンバーシップ関数を変更できれば、量産
対応の変更が容易となる。

【００２０】また、学習手段によりセンサデータあるい
はファジィ推論データを蓄積して移動平均的なデータに
より洗濯パターンや生活パターンあるいは最適洗剤量を
判定し、メンバーシップ関数を変更することにより使用
状態や使用環境に最適な洗濯運転に収束させることがで
きる。実施例には示さなかったが水温変化を検出するこ
とにより季節がわかり冬には洗い時間を長くするメンバ
ーシップ関数に自動的に変更することもできる。

【００２１】さらに、後件部を実数型メンバーシップ関
数にすれば、ルール数に応じた洗い時間あるいは洗剤量
等の実数データを記憶手段に記憶させることにより、前
件部メンバーシップ関数とファジィ推論演算部の変更な
しに洗い時間や洗剤量を思い通りに制御でき回路構成あ
るいはプログラム構成が非常に簡単になる特徴がある。 また、前記記憶手段は洗濯機の電源が遮断されても記憶
維持する不揮発性メモリにすれば電源が遮断されても何
等問題がなく光センサの制御データを記憶する不揮発性
メモリあるいは学習手段の記憶蓄積手段と共用化でき経
済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の洗濯機の機能ブロック図

【
図２】同透過度検知装置の回路ブロック図

【図３】本発
明によるファジィ制御の他の実施例を示すブロック図

【図４】同透過度検知装置の出力信号の時間変化図

【図
５】メンバーシップ関数と推論ルールを示す図

【図６】
本発明によるファジィ制御の他の実施例を示すブロック
図

【図７】本発明による洗濯機の運転の概略フローチャー
ト

【符号の説明】

１１　　透過度検知装置 １２　　布負荷検知装置 １４　　ファジィ推論部 １８　　メンバーシップ関数変更手段 １９　　記憶手段 ２５　　学習手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】洗濯液の透過度を検出する透過度検知装置
   と、洗濯布量あるいは布質を検出する布負荷検知装置等
   の検知装置と、メンバーシップ関数とファジィ推論演算
   部より構成されるファジィ推論部と、前記メンバーシッ
   プ関数を変更できるメンバーシップ関数変更手段と、前
   記ファジィ推論部による推論結果に基づいて洗い時間あ
   るいは水流等を制御するモータ制御部、あるいは洗剤量
   を制御する洗剤量制御部を備えた洗濯機。
2. 【請求項２】洗濯液の透過度を検出する透過度検知装置
   あるいは洗濯布量あるいは布質を検出する布負荷検知装
   置等の検知装置と、メンバーシップ関数とファジィ推論
   演算部より構成されるファジィ推論部と、前記検知装置
   の出力信号あるいは前記ファジィ推論部出力信号を蓄積
   し最適値を出力する学習手段と、前記学習手段により前
   記メンバーシップ関数を変更できるメンバーシップ関数
   変更手段と、前記ファジィ推論部による推論結果に基づ
   いて洗い時間あるいは水流等を制御するモータ制御部、
   あるいは洗剤量を制御する洗剤量制御部を備えた洗濯機
   。