JPH0531059A - Control system, optimum control quantity determining device, and vacuum cleaner - Google Patents

Control system, optimum control quantity determining device, and vacuum cleaner

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JPH0531059A
JPH0531059A JP3192868A JP19286891A JPH0531059A JP H0531059 A JPH0531059 A JP H0531059A JP 3192868 A JP3192868 A JP 3192868A JP 19286891 A JP19286891 A JP 19286891A JP H0531059 A JPH0531059 A JP H0531059A
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vacuum cleaner
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和雄 田原
Yoshitaro Ishii
吉太郎 石井
Hisanaka Suga
久央 須賀
Mitsuhisa Kawamata
光久 川又
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Abstract

PURPOSE:To provide the optimum intake quantity in response to the floor surface and the using state by detecting multiple feature quantities from the shape of the output signal of a load state detecting device, judging the type of the load, and controlling a motor based on the result. CONSTITUTION:The present operating state is detected by a load state detection section 6 from the output signal of a detecting sensor 4 of the load state on a load object 1 in the load state determined by the intent of an operator, and multiple feature quantities in response to the type of the load are detected by a feature quantity extraction section 7. Outputs of the load state detection section 6 and the feature quantity extraction section 7 are inputted to a load object judgment section 8, where neuro/fuzzy calculations are performed to synthetically judge the type of the load. A control object 2 is controlled via a motor 3 according to the result. The operating state in response to the intent of the operator can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機及び洗濯機な
どの家庭電化製品に関し、特に、掃除対象の床面や使用
者の使用状態に応じて最適運転される電気掃除機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a household electric appliance such as an electric vacuum cleaner and a washing machine, and more particularly to an electric vacuum cleaner which is optimally operated according to a floor surface to be cleaned and a usage condition of a user.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気掃除機は、特開昭64−52430
号公報に記載のように、吸口に設けたパワーブラシモー
タに流れる電流の変化から被掃除面が何であるかを検知
し、その結果を基にファンモータの入力を制御してい
る。
2. Description of the Related Art A conventional vacuum cleaner is disclosed in JP-A-64-52430.
As described in Japanese Patent Publication No. JP-A-2003-264, what the surface to be cleaned is is detected from the change in the current flowing through the power brush motor provided at the suction port, and the input of the fan motor is controlled based on the result.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、例え
ば、吸口に設けたノズルモータに流れる電流が吸口を操
作する人によって異なり、その大きさをもって床面を検
知する方式では、床面の判断間違いが生じる問題があっ
た。
In the above-mentioned prior art, for example, the current flowing through the nozzle motor provided at the suction port varies depending on the person who operates the suction port. There was a problem that made mistakes.

【0004】本発明の目的は、掃除対象の床面や使用者
の使用状態とに応じて最適な吸込力が自動的に得られる
電気掃除機を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electric vacuum cleaner capable of automatically obtaining an optimum suction force according to the floor surface to be cleaned and the usage condition of the user.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の第1の目的はモー
タにより駆動される制御対象と、前記制御対象の負荷状
態を検出する検出装置を備えた制御システムにおいて、
前記検出装置の出力信号の形状から、前記制御対象の負
荷の種類に対応した複数の特徴量を抽出し、該複数の特
徴量から該制御対象の負荷の種類を総合判定し、該総合
判定結果に基づいて前記モータに制御指令を送信する最
適制御量決定機構を備えることにより、達成される。
A first object of the present invention is to provide a control system including a control target driven by a motor and a detection device for detecting a load state of the control target,
From the shape of the output signal of the detection device, a plurality of feature quantities corresponding to the type of the load of the control target is extracted, the type of the load of the control target is comprehensively determined from the plurality of feature quantities, and the comprehensive determination result This is achieved by including an optimum control amount determination mechanism that transmits a control command to the motor based on

【0006】上記の第2の目的は塵埃を捕集するフィル
タと、掃除機に吸引力を与える可変速のファンモータ
と、該ファンモータの入力を調整するマイクロコンピュ
ータからなる制御装置と、掃除機本体ケース中に該フィ
ルタの目詰りを検知するための圧力センサと、操作者が
操作する吸口とを備え、掃除中の前記吸口操作による前
記圧力センサの出力から静圧の変動を検出し、該変動値
の形状から掃除床面の種類に対応した特徴量を前記制御
装置で抽出すると共に該特徴量に応じて前記ファンモー
タの入力を制御することにより、達成される。
A second object of the above is to provide a filter for collecting dust, a fan motor of a variable speed for applying a suction force to the cleaner, a controller for adjusting an input of the fan motor, and a cleaner. A pressure sensor for detecting clogging of the filter in the main body case and a suction port operated by an operator are provided, and static pressure fluctuations are detected from the output of the pressure sensor due to the suction port operation during cleaning, This is achieved by extracting from the shape of the variation value a characteristic amount corresponding to the type of cleaning floor surface by the control device and controlling the input of the fan motor according to the characteristic amount.

【0007】[0007]

【作用】第1の目的において、操作者の意志によって決
定される負荷状態が負荷状態検出センサの出力信号に変
動として現れることから、この変動から負荷状態に対応
した複数の特徴量を検出し、最適制御量決定機構により
この複数の特徴量からニューロ及びファジィ演算を行っ
て負荷状態を総合的に判断し、その結果をもって制御対
象を制御することにより、操作者の意志に沿った運転状
態を実現できる家庭電化製品を提供できる。
In the first object, since the load state determined by the operator's intention appears as a change in the output signal of the load state detection sensor, a plurality of characteristic quantities corresponding to the load state are detected from this change, The optimum control amount determination mechanism performs neuro and fuzzy calculations from these multiple feature amounts to comprehensively judge the load state, and by controlling the controlled object based on the result, the operating state according to the operator's intention is realized. Can provide home appliances that can.

【0008】第2の目的において、吸口は直接、床面と
接しているので、掃除中の吸口操作によって掃除機本体
ケース中に設けた圧力センサの出力に変動が現れ、この
変動の形状が掃除床面毎に異なる。そこで、この変動形
状からマイクロコンピュータで掃除床面の特徴量を検出
し、該特徴量に応じて前記ファンモータの入力を制御す
ることにより、吸込力を無段階に調整でき、さらには操
作者の吸口操作度合いに応じて最適な吸込力で掃除でき
る電気掃除機が得られる。
For the second purpose, since the suction port is in direct contact with the floor surface, a variation in the output of the pressure sensor provided in the case of the cleaner body appears due to the suction port operation during cleaning, and the shape of this variation is cleaned. Different for each floor. Therefore, by detecting the characteristic amount of the cleaning floor surface with the microcomputer from this variation shape and controlling the input of the fan motor according to the characteristic amount, the suction force can be adjusted steplessly, and further the operator's An electric vacuum cleaner that can be cleaned with an optimum suction force according to the degree of suction operation is obtained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図19によ
り説明する。本発明では家庭電化製品を対象にしている
が、電気掃除機に適用する場合を主に述べる。本実施例
では掃除機の駆動源として可変速モータをファンモータ
として使用することを前提としている。可変速モータと
しては、入力を制御することによって速度が変わる交流
整流子モータ,位相制御モータ,インバータ駆動のイン
ダクションモータ,リラクタンスモータ、あるいはブラ
シレスモータ等が考えられるが、本一実施例では、交流
整流子モータおよび機械的な摺動を伴うブラシをもた
ず、それ故長寿命で、また、制御応答性の良いブラシレ
スモータをファンモータとして用いた例について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Although the present invention is intended for home appliances, the case where it is applied to a vacuum cleaner will be mainly described. In this embodiment, it is premised that a variable speed motor is used as a fan motor as a drive source of the vacuum cleaner. The variable speed motor may be an AC commutator motor, a phase control motor, an induction motor driven by an inverter, a reluctance motor, a brushless motor, or the like, the speed of which changes by controlling the input, but in the present embodiment, the AC commutation motor is used. An example will be described in which a brushless motor, which does not have a child motor and a brush accompanied by mechanical sliding, and therefore has a long life and good control response, is used as a fan motor.

【0010】さらに、本実施例では吸口にロータリブラ
シを駆動するノズルモータを有するもの(以下、パワー
ブラシ吸口と称す)と持たないもの(以下、一般吸口と
称す)を使用した場合を前提とし、ノズルモータとして
は直流マグネットモータ、交流整流子モータが考えられ
るが、本一実施例では整流回路内臓の直流マグネットモ
ータを用いた例について説明する。また、掃除機本体中
にフィルタの目詰り検出のために圧力センサ(半導体圧
力センサ)を設けた例について説明する。
Further, in the present embodiment, it is premised that one having a nozzle motor for driving a rotary brush in the suction port (hereinafter referred to as a power brush suction port) and one having no nozzle motor (hereinafter referred to as a general suction port) are used. A DC magnet motor or an AC commutator motor can be considered as the nozzle motor. In this embodiment, an example using a DC magnet motor with a built-in rectifier circuit will be described. Further, an example will be described in which a pressure sensor (semiconductor pressure sensor) is provided in the cleaner body for detecting clogging of the filter.

【0011】図1は本発明の制御システムを示す。図に
おいて、1は電気掃除機であれば掃除床面,洗濯機であ
れば布量,布質などの負荷対象、2は電気掃除機であれ
ばファン、洗濯機であればパルセータなどの制御対象、
3はモータ、4は電気掃除機であれば掃除床面の検出セ
ンサ,洗濯機であれば布量,布質及びよごれなどの検出
センサ、5は最適制御量決定機構、6は負荷状態検出
部、7は電気掃除機であれば掃除床面,洗濯機であれば
布量,布質に対応した特徴量抽出部、8は負荷状態検出
部6及び特徴量抽出部7の出力から負荷対象を判定する
負荷対象判定部、9は負荷対象判定部8の出力を基に制
御指令を発生する制御指令発生部であり、モータ3は最
適な運転状態となるように制御指令に応じて制御され
る。すなわち、本発明が対象としている家庭電化製品に
おいては、操作者の意図を組んで自動的に最適運転でき
れば自動化できる。そこで、操作者の意志によって決定
される負荷状態である負荷対象1に対し、負荷状態の検
出センサ6の出力信号から負荷状態検出部6によって現
在の運転状態を検出し、特徴量抽出部7によってに負荷
の種類に対応した複数の特徴量を検出し、この負荷状態
検出部6及び特徴量抽出部7の出力を入力として負荷対
象判定部8によってニューロ及びファジィ演算などを行
って総合的に負荷の種類を判定し、その結果に応じてモ
ータ3を介して制御対象2を制御することにより、操作
者の意志に沿った運転状態を実現できる家庭電化製品を
提供できる。
FIG. 1 shows the control system of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a cleaning floor surface for an electric vacuum cleaner, load amount such as cloth amount and quality for a washing machine, 2 is a fan for electric vacuum cleaner, and pulsator for a washing machine ,
Reference numeral 3 is a motor, 4 is a vacuum floor detection sensor in the case of an electric vacuum cleaner, cloth amount, cloth quality and dirt detection sensors in the case of a washing machine, 5 is an optimum control amount determination mechanism, 6 is a load state detection unit , 7 is a cleaning floor surface in the case of an electric vacuum cleaner, a feature amount extraction unit corresponding to the amount and quality of cloth in the case of a washing machine, and 8 is a load target from outputs of the load state detection unit 6 and the feature amount extraction unit 7. A load target determination unit, 9 is a control command generation unit that generates a control command based on the output of the load target determination unit 8, and the motor 3 is controlled according to the control command so as to be in an optimum operating state. . In other words, the home electric appliance targeted by the present invention can be automated if the operator's intention is set and the optimum operation can be automatically performed. Therefore, with respect to the load object 1 which is a load state determined by the operator's will, the load state detection unit 6 detects the current operating state from the output signal of the load state detection sensor 6, and the feature amount extraction unit 7 A plurality of feature amounts corresponding to the type of load are detected, and the outputs of the load state detection unit 6 and the feature amount extraction unit 7 are used as inputs to perform a neuro and fuzzy calculation by the load target determination unit 8 to comprehensively load the load. By controlling the controlled object 2 via the motor 3 according to the result of the determination, it is possible to provide a home electric appliance that can realize an operating state according to the intention of the operator.

【0012】以下、実際の適用例について述べる。図2
は電気掃除機用制御システムの概略構成を示すブロック
図、図3は電気掃除機用制御回路の構成、図4は電気掃
除機の概略構造を示す。
An actual application example will be described below. Figure 2
Is a block diagram showing a schematic configuration of a vacuum cleaner control system, FIG. 3 is a configuration of a vacuum cleaner control circuit, and FIG. 4 is a schematic structure of a vacuum cleaner.

【0013】図2〜図4において、1は掃除床面からな
る負荷対象、2はファン24からなる制御対象、3はフ
ァンモータ23及びパワーブラシモータ25からなるモ
ータ、4はフィルタ33の目詰りを検出するための圧力
センサ(半導体圧力センサ)からなるセンサ、5は制御
対象2の運転状態を検出する負荷状態検出処理(負荷状
態検出部)6、掃除床面1に対応した特徴量を抽出する
ための掃除床面対応特徴量抽出処理(特徴量抽出部であ
り、ニューロ用掃除床面対応特徴抽出処理7Aとファジ
ィ用掃除床面対応特徴抽出処理7Bからなる)7、ニュ
ーロ演算処理12及びファジィ演算処理14からなる負
荷対象判定部8、そして吸込特性決定処理13、トライ
アック位相時間決定処理15及び点弧信号発生処理16
からなる制御指令発生部9より構成される最適制御量決
定機構である。10は圧力センサ4の出力から静圧に変
換する静圧検出回路、11は静圧検出回路10の出力信
号のノイズ成分を除去する抵抗RとコンデンサCからな
るローパスフィルタ、17は交流電源19のゼロクロス
を検出するゼロクロス検出回路、18はセントラルプロ
セッシングユニット(CPU)18−1、リードオンメ
モリ(ROM)18−2及びランダムアクセスメモリ
(RAM)18−3などを含むマイクロコンピュータで
あり、これらは図示しないがアドレスバス及びコントロ
ールバスなどによって相互に接続され、最適制御量決定
機構5はこのマイクロコンピュータ18内に記憶されて
いる。ROM18−2には、ファンモータ23を駆動す
るのに必要なプログラム、例えば、負荷状態検出処理
6,特徴量抽出処理7,ニューロ演算処理12,ファジ
ィ演算処理14,吸込特性決定処理13,トライアック
位相時間決定処理15,点弧信号発生処理16及びゼロ
クロス検出処理17などを記憶させてある。RAM18
−3は、前記ROM18−2に記憶させた種々のプログ
ラムを実行するのに際し、必要な各種のデータを読み書
きするのに用いられる。20はファンモータ23に印加
する電圧を調整するためのトライアックFLS1、22
は吸口36内のロータリブラシ26を駆動するパワーブ
ラシモータ25の印加電圧を調整するためのトライアッ
クFLS2であり、それぞれ点弧回路27,28によっ
て駆動される。なお、21は掃除機の運転状態を表示す
る表示回路、29は手元操作部35に設けた運転スイッ
チ、30は手元操作部35に設けたロータリブラシ26
を作動させるか否かのパワーブラシスイッチである(パ
ワーブラシスイッチ30をonするとパワーブラシ吸口
となり、offすると一般吸口となる)。以上の述べた
回路構成により、掃除機用制御回路31が構成されてい
る。
2 to 4, 1 is a load object consisting of a cleaning floor, 2 is a control object consisting of a fan 24, 3 is a motor consisting of a fan motor 23 and a power brush motor 25, and 4 is a clogging of a filter 33. A sensor including a pressure sensor (semiconductor pressure sensor) for detecting a load state detection process (load state detection unit) 6 for detecting an operating state of the controlled object 2, and a feature amount corresponding to the cleaning floor surface 1 are extracted. Cleaning floor surface-corresponding feature amount extraction processing (feature amount extraction unit including neuro cleaning floor surface-corresponding feature extraction processing 7A and fuzzy cleaning floor surface-corresponding feature extraction processing 7B) 7, neuro calculation processing 12, and A load target determination unit 8 including a fuzzy calculation process 14, a suction characteristic determination process 13, a triac phase time determination process 15, and an ignition signal generation process 16.
The optimal control amount determining mechanism is composed of a control command generator 9 consisting of. Reference numeral 10 is a static pressure detection circuit for converting the output of the pressure sensor 4 into static pressure, 11 is a low-pass filter composed of a resistor R and a capacitor C for removing noise components of the output signal of the static pressure detection circuit 10, and 17 is an AC power supply 19. A zero-cross detection circuit for detecting a zero-cross, 18 is a microcomputer including a central processing unit (CPU) 18-1, a read-on memory (ROM) 18-2, a random access memory (RAM) 18-3, etc. Although not connected to each other by an address bus and a control bus, the optimum control amount determining mechanism 5 is stored in the microcomputer 18. The ROM 18-2 has a program necessary for driving the fan motor 23, for example, a load state detection process 6, a feature amount extraction process 7, a neuro calculation process 12, a fuzzy calculation process 14, a suction characteristic determination process 13, a triac phase. A time determination process 15, an ignition signal generation process 16, a zero cross detection process 17 and the like are stored. RAM18
-3 is used for reading and writing various data necessary for executing various programs stored in the ROM 18-2. Reference numeral 20 is a triac FLS1, 22 for adjusting the voltage applied to the fan motor 23.
Is a triac FLS2 for adjusting the applied voltage of the power brush motor 25 that drives the rotary brush 26 in the suction port 36, and is driven by the ignition circuits 27 and 28, respectively. In addition, 21 is a display circuit for displaying the operating state of the vacuum cleaner, 29 is an operation switch provided in the hand operation unit 35, and 30 is a rotary brush 26 provided in the hand operation unit 35.
Is a power brush switch for activating or not (when the power brush switch 30 is turned on, it becomes a power brush suction port, and when it is turned off, it becomes a general suction port). The vacuum cleaner control circuit 31 is configured by the circuit configuration described above.

【0014】このような制御システムにおいて、掃除床
面1上で操作される掃除機は、掃除機本体32,その中
に表示回路21,ファンモータ23とファン24からな
る電動送風機、圧力センサ4、掃除機用制御回路31及
びフィルタ33が納められ、ホース34,手元操作部3
5,延長管37及び吸口36から構成される。
In such a control system, the vacuum cleaner operated on the cleaning floor surface 1 is a cleaner main body 32, an electric blower having a display circuit 21, a fan motor 23 and a fan 24 therein, a pressure sensor 4, The control circuit 31 for the vacuum cleaner and the filter 33 are housed, the hose 34, the handy operation unit 3
5, it is composed of an extension pipe 37 and a suction port 36.

【0015】次に、パワーブラシ吸口の内部構造を図5
に示す。図において、パワーブラシ吸口36の吸口ケー
ス36Aの内部には、パワーブラシモータ25、ロータ
リブラシ26、それに取り付けられたハケ39がある。
40はパワーブラシモータ25の駆動力をロータリブラ
シ26に伝えるタイミングベルト、42は吸引延長管、
41はローラである。パワーブラシモータ25の電源リ
ード線38は、延長管37中に設けられた電源線37A
に接続されている。
Next, the internal structure of the power brush suction port is shown in FIG.
Shown in. In the figure, inside the suction case 36A of the power brush suction port 36, there are a power brush motor 25, a rotary brush 26, and a brush 39 attached thereto.
40 is a timing belt for transmitting the driving force of the power brush motor 25 to the rotary brush 26, 42 is a suction extension tube,
41 is a roller. The power supply lead wire 38 of the power brush motor 25 is a power supply wire 37 A provided in the extension pipe 37.
It is connected to the.

【0016】これにより、パワーブラシモータ25が電
力供給され回転すると、タイミングベルト40を介して
ロータリブラシ26が回転する。ロータリブラシ26が
回転している時にパワーブラシ吸口36を掃除床面1に
接触させると、ロータリブラシ26についているハケ3
9が掃除床面1の面を叩いて掃除効率が向上する。
As a result, when the power brush motor 25 is supplied with electric power and rotates, the rotary brush 26 rotates via the timing belt 40. When the power brush suction port 36 is brought into contact with the cleaning floor surface 1 while the rotary brush 26 is rotating, the brush 3 attached to the rotary brush 26
9 hits the surface of the cleaning floor 1 to improve the cleaning efficiency.

【0017】ここで、ファンモータ23が駆動中に操作
者が吸口36を掃除床面1の上で前後に操作すると、ロ
ーパスフィルタ11の出力信号が図6に示すように変動
する。図6(イ)は掃除床面1の『ゆか』上、図6
(ロ)は掃除床面1の『たたみ』上、図6(ハ)は掃除
床面1の『じゅうたん』上で吸口36を操作した場合の
ローパスフィルタ11の出力信号の代表例を示したもの
である。すなわち、ローパスフィルタ11の出力信号は
掃除床面1の種類によって異なることを見出し、この出
力信号から掃除床面1の種類に応じた特徴量を抽出する
こととした。例として、取り込んだデータのあるサンプ
リング時間内の平均値を求め、この平均値に対して取り
込んだデータがクロス(平均値を横切ったとき)した回
数をクロス回数CR、上まわった時間をt1 、下まわっ
た時間をt2 として(t1−t2)を操作時間差TD、
(t1/(t1+t2))を操作時間比TRとし、静圧の最大
値と最小値との間の偏差を静圧変動幅ΔHとする。この
掃除床面対応特徴量であるクロス回数CR、操作時間差
TD及び操作時間比TRと掃除床面1との関係を図7に
示した。図7(イ)はクロス回数CR、図7(ロ)は操
作時間差TD及び図7(ハ)は操作時間比TRと掃除床面
1との対応関係を示し、横軸のクロス回数CR,操作時
間差TD及び操作時間比TRの大きさに対する各掃除床
面の確率を示したものである。図より、1つの掃除床面
対応特徴量の大きさを持って掃除床面1の種類を特定す
るとき、同一出力レベルの時にそれぞれの掃除床面1が
対応する場合があるため、判定が難しい。しかしなが
ら、それぞれの掃除床面対応特徴量の大きさを比較した
とき、出力レベルに対する掃除床面1の対応位置が異な
るため、複数の掃除床面対応特徴量を使用することによ
り、掃除床面1の種類を判定可能といえる。
If the operator operates the suction port 36 back and forth on the cleaning floor surface 1 while the fan motor 23 is being driven, the output signal of the low-pass filter 11 fluctuates as shown in FIG. Fig. 6 (a) shows "Yuka" on the cleaning floor 1,
6B shows a typical example of the output signal of the low-pass filter 11 when the suction port 36 is operated on the "folding" of the cleaning floor 1 and FIG. 6C. Is. That is, it was found that the output signal of the low-pass filter 11 differs depending on the type of the cleaning floor surface 1, and the feature amount corresponding to the type of the cleaning floor surface 1 is extracted from this output signal. As an example, the average value of the captured data within a certain sampling time is obtained, and the number of times the captured data crosses (when the average value is crossed) the average value is the cross count CR, and the exceeded time is t 1 , The lowering time is t 2 , and (t 1 −t 2 ) is the operation time difference TD,
Let (t 1 / (t 1 + t 2 )) be the operation time ratio TR, and let the deviation between the maximum and minimum values of the static pressure be the static pressure fluctuation width ΔH. FIG. 7 shows the relationship between the cleaning floor surface 1 and the number of crosses CR, the operation time difference TD, and the operation time ratio TR, which are the cleaning floor surface corresponding feature amounts. 7 (a) shows the number of crosses CR, FIG. 7 (b) shows the operation time difference TD, and FIG. 7 (c) shows the correspondence between the operation time ratio TR and the cleaning floor surface 1. The horizontal axis shows the number of crosses CR, the operation. The probability of each cleaning floor surface with respect to the magnitude of the time difference TD and the operation time ratio TR is shown. From the figure, when the type of the cleaning floor surface 1 is specified with the size of one cleaning floor surface corresponding feature amount, there is a case where the respective cleaning floor surfaces 1 correspond to each other at the same output level, which makes determination difficult. . However, when comparing the sizes of the respective cleaning floor surface corresponding feature amounts, the corresponding positions of the cleaning floor surface 1 with respect to the output level are different. Therefore, by using a plurality of cleaning floor surface corresponding feature amounts, the cleaning floor surface 1 It can be said that the type of can be determined.

【0018】以上、述べたように本発明では、操作者が
吸口を掃除床面上で前後に操作したとき、圧力センサの
後段に設けたローパスフィルタの出力信号に、掃除床面
に対応した信号が重畳することを見出し、それを掃除床
面対応特徴量抽出部にて複数の特徴量として抽出し、ニ
ューロ演算及びファジィ演算などを行って掃除床面の種
類を総合判定し、その結果をもってモータを制御するこ
とにより、掃除床面や人の操作力に応じた最適な吸込力
で掃除できる電気掃除機を提供できる。
As described above, according to the present invention, when the operator operates the suction port back and forth on the cleaning floor surface, the signal corresponding to the cleaning floor surface is added to the output signal of the low-pass filter provided after the pressure sensor. , The cleaning floor surface corresponding feature quantity extraction unit extracts them as a plurality of feature quantities, and performs a neuro operation and a fuzzy operation to comprehensively determine the type of the cleaning floor surface. It is possible to provide an electric vacuum cleaner that can perform cleaning with an optimum suction force according to the cleaning floor surface and the operation force of a person by controlling the.

【0019】次に、負荷対象判定部について述べる。複
数の掃除床面対応特徴量を使用した掃除床面の判定方法
としてはニューラルネットがある。図8はニューロ演算
部12におけるニューラルネットのユニット構成を示し
たものである。入力χ1 〜χ3(掃除床面対応特徴量に対
応)に対し、それぞれに重み係数ω1〜ω346を掛算
し、その掛算値を合成し(それぞれの掛算値の合成を積
和43という)、その積和をSigmoid 関数44で変換し
て出力信号zi とするものがニューラルネットである。
なお、積和43の出力yとSigmoid 関数44の出力zは
図8中に示した式で求められる。
Next, the load object determination unit will be described. There is a neural net as a method for determining a cleaning floor surface using a plurality of cleaning floor surface corresponding feature amounts. FIG. 8 shows a unit structure of the neural network in the neuro operation unit 12. The inputs χ 1 to χ 3 (corresponding to the cleaning floor surface corresponding feature amount) are multiplied by the weighting factors ω 1 to ω 3 46, respectively, and the multiplication values are combined (combination of each multiplication value is sum of products 43 It is a neural network that outputs the sum of products by the Sigmoid function 44 and outputs it as the output signal z i .
The output y of the sum of products 43 and the output z of the Sigmoid function 44 are obtained by the formula shown in FIG.

【0020】図9はファジィ演算部14のファジイ演算
の説明図を示したものである。すなわち、ルール1では
入力x1 のメンバーシップA11に対する適合度と入力x
2 のメンバーシップA12に対する適合度との小さい方の
適合度から、出力のメンバーシップB1 の面積を求め
る。ルール2でも同様にして出力のメンバーシップB2
の面積を求める。そして、ルール数分の面積を重ねあわ
せ、重心を求めるものであり、この重心がファジィ演算
の出力となる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the fuzzy operation of the fuzzy operation unit 14. That is, in rule 1, the conformance of the input x 1 to the membership A 11 and the input x
The area of the output membership B 1 is calculated from the smaller one of the two which is smaller than the fitness for the membership A 12 . Similarly for rule 2, output membership B 2
Find the area of. Then, the areas corresponding to the number of rules are overlapped to obtain the center of gravity, and this center of gravity becomes the output of the fuzzy operation.

【0021】なお、図10に本発明の電気掃除機に適用
したファジィルール、図11に本発明の電気掃除機に適
用したメンバーシップ関数を示した。入力x1 に対応す
るのが動作風量Qであり、この風量Qは図2中に示した
ように、負荷状態検出部6の出力である静圧の絶対値|
H|、あるいはファンモータ23が交流整流子モータの
場合には制御素子であるトライアックFLS1の位相制
御角の関数として求められる。入力x2 に対応するのが
静圧変動幅ΔHであり、この静圧変動幅ΔHは吸口を操
作する操作者の操作力と掃除床面の種類とに影響され、
主に操作者の操作力に影響される。入力及び出力に関す
るメンバーシップ関数は、5つのメンバーシップ、すな
わち『小さい』,『少し小さい』,『標準』,『少し大
きい』,『大きい』とした。
FIG. 10 shows a fuzzy rule applied to the vacuum cleaner of the present invention, and FIG. 11 shows a membership function applied to the vacuum cleaner of the present invention. The operating air volume Q corresponds to the input x 1 , and this air volume Q is, as shown in FIG. 2, the absolute value of the static pressure which is the output of the load state detecting unit 6 |
H |, or when the fan motor 23 is an AC commutator motor, it is obtained as a function of the phase control angle of the triac FLS1 which is the control element. The static pressure fluctuation width ΔH corresponds to the input x 2 , and the static pressure fluctuation width ΔH is affected by the operation force of the operator who operates the suction port and the type of the cleaning floor surface.
It is mainly affected by the operating force of the operator. The membership functions for input and output are five memberships, namely "small", "slightly small", "standard", "slightly large", and "large".

【0022】以上のニューロ演算及びファジィ演算を含
めた制御ブロック図の処理内容を図12に示す。掃除床
面対応特徴量抽出処理7の出力であるクロス回数CR,
操作時間差TD及び操作時間比TRを入力としたニュー
ロ演算部12は、『階層型ネットワーク』と呼ばれるニ
ューラルネットワークの構成を採用し、入力層,中間層
及び出力層から構成され、各層の各ユニットは図8に示
したユニットの構造をなす。各ユニットにおける重み係
数ωi は、図示していないが『バックプロパゲーション
(誤差逆伝搬法)』と呼ばれる学習則を用い、入力層の
各ユニットに入力を与え、出力層から出力された値を望
ましい値(教師データ)と比較し、その差が最小となる
ように各ユニット間の結合の強さを変えるが、この結合
の強さを表すものである。ニューロ演算部12の出力信
号12A,12B及び12Cは、それぞれ『ゆか』,
『たたみ』及び『じゅうたん』に対応した出力信号であ
る。吸込特性決定部13は、ニューロ演算部12の出力
から『ゆか』,『たたみ』及び『じゅうたん』に応じた
風量Q及び静圧H一定となる位相制御角f(θ)を出力す
る。ここで、風量Q一定は吸口部での必要最小限の風量
と静圧を確保するもので、フィルタの目詰り度合いに応
じて静圧が大きくなる。静圧H一定は掃除床面と吸口部
との密着性を緩和するもので、例えば吸口に異物がくっ
ついても静圧がある値までしか上昇しないので、その異
物を排除しやすいという利点がある。すなわち、掃除機
の吸込力は風量Qと静圧Hとの積に比例し、ゴミの吸い
取り性能は風量Qに左右されることから、掃除床面の種
類に応じて図中に示した風量一定及び静圧一定指令に対
応した位相制御角f(θ)を出力する。風量一定及び静圧
一定となっているか否かは静圧の絶対値を入力としてい
ることから、静圧の値から判断できる。
FIG. 12 shows the processing contents of the control block diagram including the above neuro operation and fuzzy operation. The number of crosses CR, which is the output of the cleaning floor surface corresponding feature amount extraction processing 7,
The neuro operation unit 12, which receives the operation time difference TD and the operation time ratio TR, adopts the structure of a neural network called "hierarchical network", and is composed of an input layer, an intermediate layer and an output layer, and each unit of each layer is The structure of the unit shown in FIG. 8 is formed. The weighting coefficient ω i in each unit uses a learning rule called “back propagation (error backpropagation method)”, which is not shown, and inputs each unit in the input layer, and outputs the value output from the output layer. The bond strength between the units is changed so as to minimize the difference by comparing with a desired value (teaching data), and this represents the bond strength. The output signals 12A, 12B and 12C of the neuro operation unit 12 are "Yuka",
It is an output signal corresponding to "Tatami" and "Carpet". The suction characteristic determination unit 13 outputs the phase control angle f (θ) that keeps the air volume Q and the static pressure H constant according to “Yuka”, “Tatami”, and “Carpet” from the output of the neuro calculation unit 12. Here, the constant air volume Q ensures the minimum necessary air volume and static pressure at the suction port, and the static pressure increases according to the degree of clogging of the filter. The constant static pressure H reduces the adhesion between the cleaning floor surface and the suction port. For example, even if a foreign substance sticks to the suction port, the static pressure rises only up to a certain value, which is an advantage that the foreign substance can be easily removed. . That is, since the suction force of the vacuum cleaner is proportional to the product of the air volume Q and the static pressure H, and the dust suction performance depends on the air volume Q, the air volume constant shown in the figure depends on the type of the cleaning floor surface. And the phase control angle f (θ) corresponding to the static pressure constant command. Whether the air volume is constant and the static pressure is constant can be judged from the static pressure value because the absolute value of the static pressure is input.

【0023】また、ファジイ演算部14は掃除床面対応
特徴量抽出部7の出力である静圧変動幅ΔHと負荷状態
検出部6の出力である静圧の絶対値|H|とを入力とし
てファジィ演算を行って吸口操作者の操作力を抽出し、
その結果に応じて位相制御角の補正量f(Δθ)を出力す
る。この位相制御角の補正量f(Δθ)を風量で表すと、
吸込特性決定部13中に示したように、風量一定指令を
少しだけ増減することに対応する。位相時間決定部15
は吸込特性決定部13の出力である位相制御角f(θ)と
ファジイ演算部14の出力である位相制御角の補正量f
(Δθ)とを加算し、その結果からトライアックFLS1
の位相制御角θ1 及びトライアックFLS2の位相制御角θ
2を決定する。この位相制御角θ1 は掃除床面に応じて
風量が一定となるファンモータ23の位相制御角であ
り、位相制御角θ2 は掃除床面に応じて吸口内に設けた
パワーブラシモータ25の回転速度を決定するものであ
り、掃除床面の『ゆか』,『たたみ』,『じゅうたん』
の順に回転速度が増加する。次に、点弧信号発生処理に
ついて述べる。図13にゼロクロス検出回路の構成、図
14にモータに印加される電圧、電流を示す。図13と
図14において、交流電源19が図14(イ)中の電圧
Vsであると、抵抗R2 、フォトカプラPS、抵抗R3
からなるゼロクロス検出回路17により、図14(ロ)
に示すゼロクロス信号17Sが得られる。マイクロコン
ピュータ18はこのゼロクロス信号17Sの立上りに同
期して図14(ハ)に示すカウントタイマを同期させ、
カウントタイマがゼロになったとき、マイクロコンピュ
ータ18からトライアックFLS1,FLS2への点弧
信号18Dを出力する(図示していないが、ゼロクロス
信号のたち下がりに同期してカウントタイマを動作させ
るようにゼロクロス信号17Sを反転させても良い)。
点弧信号発生処理16はトライアック位相時間設定処理
15の出力信号を受けてカウントタイマの時間tf を設
定するもので、この時間tf を調整することによってモ
ータに印加される電圧が変化し、これによってモータの
回転速度、いわゆる入力が制御される。
Further, the fuzzy calculation unit 14 receives the static pressure fluctuation width ΔH which is the output of the cleaning floor surface corresponding feature amount extraction unit 7 and the absolute value | H | of the static pressure which is the output of the load state detection unit 6 as inputs. The fuzzy operation is performed to extract the operating force of the sucker operator,
The correction amount f (Δθ) of the phase control angle is output according to the result. When the correction amount f (Δθ) of this phase control angle is expressed by the air volume,
As shown in the suction characteristic determination unit 13, it corresponds to slightly increasing or decreasing the air volume constant command. Phase time determination unit 15
Is the phase control angle f (θ) which is the output of the suction characteristic determination unit 13 and the correction amount f of the phase control angle which is the output of the fuzzy calculation unit 14.
(Δθ) is added and the result is TRIAC FLS1
Phase control angle θ 1 of TRIAC FLS 2
Decide on 2 . This phase control angle θ 1 is the phase control angle of the fan motor 23 that makes the air volume constant according to the cleaning floor surface, and the phase control angle θ 2 of the power brush motor 25 provided in the suction port according to the cleaning floor surface. It determines the rotation speed, and "Yuka", "Tatami", and "Carpet" on the cleaning floor.
The rotation speed increases in the order of. Next, the ignition signal generation processing will be described. FIG. 13 shows the configuration of the zero-cross detection circuit, and FIG. 14 shows the voltage and current applied to the motor. 13 and 14, when the AC power supply 19 has the voltage Vs in FIG. 14A, the resistance R 2 , the photocoupler PS, and the resistance R 3
The zero cross detection circuit 17 consisting of
The zero-cross signal 17S shown in is obtained. The microcomputer 18 synchronizes the count timer shown in FIG. 14C with the rising edge of the zero-cross signal 17S.
When the count timer reaches zero, the microcomputer 18 outputs an ignition signal 18D to the triacs FLS1 and FLS2 (not shown, but the zero cross is operated in synchronization with the falling of the zero cross signal). The signal 17S may be inverted).
The firing signal generation process 16 receives the output signal of the triac phase time setting process 15 and sets the time t f of the count timer. By adjusting this time t f , the voltage applied to the motor changes, This controls the rotation speed of the motor, so-called input.

【0024】以上述べた本発明の制御システムを採用し
た電気掃除機を実際の掃除床面上で操作した場合の運転
結果を図15に示す。図より、従来(ファジィ制御のみ
の場合)に比較して、本発明のニューロ&ファジイ制御
によれば、各掃除床面に最適な回転速度、言い替えれば
最適な吸込力に到達する時間、すなわち応答速度が早く
なる効果がある。なお、図15中に示した待機運転は掃
除中でないと判断し、圧力センサの感度を上げると共に
回転速度を下げて省エネ運転を行っているものである。
FIG. 15 shows the operation result when the electric vacuum cleaner employing the above-described control system of the present invention is operated on the actual cleaning floor surface. From the figure, compared to the conventional (only in the case of fuzzy control), according to the neuro & fuzzy control of the present invention, the optimum rotation speed for each cleaning floor surface, in other words, the time to reach the optimum suction force, that is, the response It has the effect of increasing the speed. It should be noted that the standby operation shown in FIG. 15 is determined not to be cleaning, and the energy saving operation is performed by increasing the sensitivity of the pressure sensor and decreasing the rotation speed.

【0025】次に、他の実施例について述べる。図16
は掃除床面と掃除床面対応特徴量との関係、図17は図
16の掃除床面対応特徴量を用いた最適制御量決定機構
の処理内容を示す。先に述べた図7の掃除床面と掃除床
面対応特徴量との関係及び図12の最適制御量決定機構
の処理内容と異なるのは、掃除床面対応特徴量として、
図16(イ)クロス回数CR,図16(ロ)操作時間差
TDのほかに、新たに図16(ハ)に示す分散SM及び
図16(ニ)に示す静圧変動幅を設けたものである。分
散SMは図中に示す式で表され、あるサンプリング期間
中の静圧の平均値Hmと静圧の瞬時値xi との差の二乗
を取り、あるサンプリング期間中で平均したものであ
る。これにより、入力層が多くなっているのでニューラ
ルネットの演算時間は多くなるものの、先に述べたよう
に、各掃除床面に最適な吸込力で運転できる電気掃除機
が得られる。
Next, another embodiment will be described. FIG.
Shows the relationship between the cleaning floor surface and the cleaning floor surface corresponding feature amount, and FIG. 17 shows the processing contents of the optimum control amount determination mechanism using the cleaning floor surface corresponding feature amount of FIG. The difference between the above-described relationship between the cleaning floor surface and the cleaning floor surface corresponding feature amount and the processing content of the optimal control amount determination mechanism of FIG. 12 is that the cleaning floor surface corresponding feature amount is
In addition to FIG. 16 (a) cross count CR and FIG. 16 (b) operation time difference TD, a dispersion SM shown in FIG. 16 (c) and a static pressure fluctuation range shown in FIG. 16 (d) are newly provided. . The variance SM is represented by the formula shown in the figure, and is the square of the difference between the average value Hm of static pressure and the instantaneous value x i of static pressure during a certain sampling period and averaged during a certain sampling period. As a result, although the calculation time of the neural network is increased because the number of input layers is increased, as described above, it is possible to obtain the electric vacuum cleaner which can be operated with the optimum suction force for each cleaning floor surface.

【0026】さらに、図18はバンド幅カットの説明
図、図19は図18のバンド幅を用いた最適制御量決定
機構の処理内容を示す。掃除床面に最適な吸込力とする
ための応答速度を向上するには、しきい値ベースで掃除
床面を判断できるときは、ニューラルネットの演算をバ
イパスさせれば良い。そこで、図18に示すように、バ
ンド幅B1 とB2 とを設けてローパスフィルタ11の出
力信号をカットする。ここで、バンド幅B1 のときにロ
ーパスフィルタ11の出力信号がなければ、掃除床面を
『ゆか』とし、バンド幅B2 のときにローパスフィルタ
11の出力信号があれば、掃除床面を『じゅうたん』と
しきい値判断45することにより、各掃除床面に対して
最適な吸込力までの応答速度が早い電気掃除機が得られ
る。
Further, FIG. 18 is an explanatory diagram of bandwidth cutting, and FIG. 19 shows processing contents of the optimum control amount determining mechanism using the bandwidth of FIG. In order to improve the response speed for obtaining the optimum suction force on the cleaning floor surface, when the cleaning floor surface can be determined on the basis of the threshold value, the calculation of the neural net may be bypassed. Therefore, as shown in FIG. 18, the output signals of the low-pass filter 11 are cut by providing the bandwidths B 1 and B 2 . Here, if there is no output signal of the low-pass filter 11 when the bandwidth is B 1 , the cleaning floor surface is set to “Yuka”, and if there is an output signal of the low-pass filter 11 when the bandwidth is B 2 , the cleaning floor surface is By making the threshold value judgment 45 as "rug", it is possible to obtain an electric vacuum cleaner having a fast response speed up to the optimum suction force for each cleaning floor surface.

【0027】なお、以上の本発明では複数の特徴量をあ
るサンプリング時間中の静圧の平均値を基準に検出した
が、あるサンプリング時間中の静圧の最大値と最小値の
中央値から複数の特徴量を検出してもよいことはいうま
でもない。
In the present invention described above, a plurality of characteristic quantities are detected with reference to the average value of static pressure during a certain sampling time, but a plurality of feature values are detected from the median of the maximum and minimum values of static pressure during a certain sampling time. It goes without saying that the feature amount of may be detected.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、負荷状態を検出する検
出センサの出力信号の形状から、掃除床面の種類に対応
した複数の特徴量を抽出し、該複数の特徴量からニュー
ロ&ファジイ演算を行い、その結果である掃除床面の種
類や操作者の操作力に応じてファンモータを制御するこ
とにより、最適な吸込力を自動的に得ることが電気掃除
機を提供できる。
According to the present invention, a plurality of characteristic quantities corresponding to the type of the cleaning floor surface are extracted from the shape of the output signal of the detection sensor for detecting the load state, and the neuro & fuzzy are extracted from the plurality of characteristic quantities. It is possible to provide an electric vacuum cleaner that automatically obtains an optimum suction force by performing a calculation and controlling the fan motor according to the type of the cleaning floor surface and the operation force of the operator as a result of the calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の制御システム。FIG. 1 is a control system of the present invention.

【図2】本発明の電気掃除機用制御システムの概略構成
を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for an electric vacuum cleaner according to the present invention.

【図3】電気掃除機用制御回路の全体構成。FIG. 3 is an overall configuration of a control circuit for an electric vacuum cleaner.

【図4】電気掃除機の概略構造。FIG. 4 is a schematic structure of a vacuum cleaner.

【図5】パワーブラシ吸口の内部構造。FIG. 5 is an internal structure of a power brush suction port.

【図6】吸口操作時の静圧変動状態。FIG. 6 shows a static pressure fluctuation state at the time of sucking operation.

【図7】掃除床面と掃除床面対応特徴量との関係。FIG. 7 shows the relationship between the cleaning floor surface and the cleaning floor surface corresponding feature amount.

【図8】ニューラルネットのユニット構成。FIG. 8 is a unit configuration of a neural network.

【図9】一般的なファジィ演算の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a general fuzzy operation.

【図10】本発明の掃除機に適用したファジィルール。FIG. 10 is a fuzzy rule applied to the vacuum cleaner of the present invention.

【図11】本発明の掃除機に適用したメンバーシップ関
数。
FIG. 11 is a membership function applied to the vacuum cleaner of the present invention.

【図12】最適制御量決定機構の処理内容。FIG. 12 is a processing content of an optimum control amount determination mechanism.

【図13】ゼロクロス検出回路の構成。FIG. 13 is a configuration of a zero-cross detection circuit.

【図14】モータに印加される電圧、電流波形。FIG. 14 shows voltage and current waveforms applied to the motor.

【図15】本発明の電気掃除機の運転結果。FIG. 15 shows the operation results of the electric vacuum cleaner of the present invention.

【図16】分散を用いた掃除床面と掃除床面対応特徴量
との関係。
FIG. 16 is a relationship between the cleaning floor surface and the cleaning floor surface-corresponding feature amount using dispersion.

【図17】分散を用いた最適制御量決定機構の処理内
容。
FIG. 17 is a processing content of an optimal control amount determination mechanism using dispersion.

【図18】バンド幅カットの説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram of band width cutting.

【図19】しきい値判断を用いた最適制御量決定機構の
処理内容。
FIG. 19 is a processing content of an optimal control amount determination mechanism using threshold value determination.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…負荷対象(掃除床面)、2…制御対象、3…モー
タ、4…センサ、5…最適制御量決定機構、6…負荷状
態検出部、7…特徴量抽出部、8…負荷対象判定部、9
…制御指令発生部、10…静圧検出回路、11…ローパ
スフィルタ、12…ニューロ演算処理部、13…吸込特
性決定処理部、14…ファジィ演算処理部、15…位相
時間決定処理部、16…点弧信号発生処理部、17…ゼ
ロクロス検出回路、18…マイクロコンピュータ、23
…ファンモータ、24…ファン、25…パワーブラシモ
ータ、31…制御回路、43…積和、44…Sigmoid関
数、45…しきい値判断処理、46…重み係数。
1 ... Load target (cleaning floor surface), 2 ... Control target, 3 ... Motor, 4 ... Sensor, 5 ... Optimal control amount determination mechanism, 6 ... Load state detection unit, 7 ... Feature amount extraction unit, 8 ... Load target determination Part, 9
... control command generation unit, 10 ... static pressure detection circuit, 11 ... low-pass filter, 12 ... neuro calculation processing unit, 13 ... suction characteristic determination processing unit, 14 ... fuzzy calculation processing unit, 15 ... phase time determination processing unit, 16 ... Ignition signal generation processing unit, 17 ... Zero-cross detection circuit, 18 ... Microcomputer, 23
... Fan motor, 24 ... Fan, 25 ... Power brush motor, 31 ... Control circuit, 43 ... Sum of products, 44 ... Sigmoid function, 45 ... Threshold determination process, 46 ... Weighting coefficient.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須賀 久央 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所多賀工場内 (72)発明者 川又 光久 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所多賀工場内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hisao Suga             1-1-1 Higashitaga-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture             Ceremony company Hitachi factory Taga factory (72) Inventor Mitsuhisa Kawamata             1-1-1 Higashitaga-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture             Ceremony company Hitachi factory Taga factory

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モータにより駆動される制御対象と、前記
制御対象の負荷状態を検出する検出装置を備えた制御シ
ステムにおいて、前記検出装置の出力信号の形状から、
前記制御対象の負荷の種類に対応した複数の特徴量を抽
出し、該複数の特徴量から該制御対象の負荷の種類を総
合判定し、該総合判定結果に基づいて前記モータに制御
指令を送信する最適制御量決定機構を備えたことを特徴
とする制御システムと最適制御量決定装置。
1. A control system including a control target driven by a motor and a detection device for detecting a load state of the control target, wherein:
A plurality of feature quantities corresponding to the type of load of the control target are extracted, the type of load of the control target is comprehensively determined from the plurality of feature quantities, and a control command is transmitted to the motor based on the comprehensive determination result. A control system and an optimum control amount determining device, which are provided with an optimum control amount determining mechanism.
【請求項2】モータにより駆動される制御対象と、前記
制御対象の負荷状態を検出する検出装置を備えた制御シ
ステムにおいて、前記検出装置の出力信号の大きさと形
状から、前記制御対象の負荷の種類に対応した複数の特
徴量を抽出し、該複数の特徴量から該制御対象の負荷の
種類と操作者の意図を総合判定し、該総合判定結果に基
づいて前記モータに制御指令を送信する最適制御量決定
機構を備えたことを特徴とする制御システムと最適制御
量決定装置。
2. A control system comprising a control target driven by a motor and a detection device for detecting a load state of the control target, wherein a load of the control target is determined based on a size and a shape of an output signal of the detection device. A plurality of characteristic amounts corresponding to the types are extracted, the type of the load to be controlled and the intention of the operator are comprehensively determined from the plurality of characteristic amounts, and a control command is transmitted to the motor based on the comprehensive determination result. A control system and an optimum control amount determination device, which are provided with an optimum control amount determination mechanism.
【請求項3】塵埃を捕集するフィルタと、掃除機に吸引
力を与える可変速のファンモータと、該掃除機本体ケー
ス中に該フィルタの目詰りを検知するための圧力センサ
と、操作者が操作する吸口と、該ファンモータの入力を
調整するマイクロコンピュータからなる制御装置とを有
する電気掃除機において、掃除中の前記吸口操作による
前記圧力センサの出力から静圧の変動を検出し、該変動
値の形状から掃除床面の種類に対応した複数の特徴量を
前記制御装置で抽出すると共に該複数の特徴量に応じて
前記ファンモータの入力を制御するようにしたことを特
徴とする電気掃除機。
3. A filter that collects dust, a variable speed fan motor that applies a suction force to the cleaner, a pressure sensor that detects clogging of the filter in the cleaner body case, and an operator. In a vacuum cleaner having a suction port operated by and a control device including a microcomputer for adjusting the input of the fan motor, static pressure fluctuations are detected from the output of the pressure sensor due to the suction port operation during cleaning, and Electricity characterized in that the control device extracts a plurality of characteristic amounts corresponding to the type of the cleaning floor surface from the shape of the variation value and controls the input of the fan motor according to the plurality of characteristic amounts. Vacuum cleaner.
【請求項4】請求項3において、前記制御装置で前記圧
力センサの出力から静圧の変動幅を検出し、該静圧の変
動幅と前記ファンモータの運転状態とに応じてファジィ
演算を行うと共に、その結果と前記掃除床面の複数の特
徴量とに応じて該ファンモータの入力を制御するように
したことを特徴とする電気掃除機。
4. The control device according to claim 3, wherein the control device detects the fluctuation range of the static pressure from the output of the pressure sensor, and performs a fuzzy calculation according to the fluctuation range of the static pressure and the operating state of the fan motor. At the same time, the electric vacuum cleaner is characterized in that the input of the fan motor is controlled according to the result and a plurality of characteristic amounts of the cleaning floor surface.
【請求項5】請求項3において、前記ファンモータの運
転状態を前記圧力センサの出力から検出した静圧の絶対
値から求めたことを特徴とする電気掃除機。
5. The electric vacuum cleaner according to claim 3, wherein the operating state of the fan motor is obtained from the absolute value of static pressure detected from the output of the pressure sensor.
【請求項6】請求項3において、前記ファンモータの運
転状態を該ファンモータの制御指令から求めたことを特
徴とする電気掃除機。
6. The electric vacuum cleaner according to claim 3, wherein the operating state of the fan motor is obtained from a control command for the fan motor.
【請求項7】請求項3において、前記制御装置で前記掃
除床面の複数の特徴量に応じて前記ファンモータの運転
領域を決定し、前記圧力センサの出力から静圧の変動幅
を検出し、該静圧の変動幅と前記ファンモータの運転状
態とに応じてファジィ演算を行うと共に、その結果に応
じて該ファンモータの運転領域を補正するようにしたこ
とを特徴とする電気掃除機。
7. The operating range of the fan motor is determined by the control device according to a plurality of characteristic amounts of the cleaning floor surface, and the fluctuation range of static pressure is detected from the output of the pressure sensor. An electric vacuum cleaner, wherein fuzzy calculation is performed according to the fluctuation range of the static pressure and the operating state of the fan motor, and the operating region of the fan motor is corrected according to the result.
【請求項8】塵埃を捕集するフィルタと、掃除機に吸引
力を与える可変速のファンモータと、該掃除機本体ケー
ス中に該フィルタの目詰りを検知するための圧力センサ
と、操作者が操作する吸口と、該ファンモータの入力を
調整するマイクロコンピュータからなる制御装置とを有
する電気掃除機において、掃除中の前記吸口操作による
前記圧力センサの出力から静圧の変動を検出し、該変動
値の形状から掃除床面の種類に対応した複数の特徴量を
前記制御装置で抽出し、該複数の特徴量と重み係数との
積和をとって線形もしくは非線形の関数により変換し、
該線形もしくは非線形の関数の出力に応じて前記ファン
モータの入力を制御するようにしたことを特徴とする電
気掃除機。
8. A filter for collecting dust, a variable speed fan motor for applying a suction force to a cleaner, a pressure sensor for detecting clogging of the filter in the cleaner body case, and an operator. In a vacuum cleaner having a suction port operated by and a control device including a microcomputer for adjusting the input of the fan motor, static pressure fluctuations are detected from the output of the pressure sensor due to the suction port operation during cleaning, and A plurality of feature quantities corresponding to the type of cleaning floor surface are extracted from the shape of the variation value by the control device, and the product sum of the plurality of feature quantities and weighting factors is taken and converted by a linear or non-linear function,
An electric vacuum cleaner, wherein an input of the fan motor is controlled according to an output of the linear or non-linear function.
【請求項9】請求項8において、前記制御装置で前記線
形もしくは非線形の関数の出力により前記ファンモータ
の第1の入力制御量を決定し、前記圧力センサの出力か
ら静圧の変動幅を検出し、該静圧の変動幅と前記ファン
モータの運転状態とに応じてファジィ演算を行うと共
に、その結果に応じて該第1のファンモータの入力制御
量を補正するようにしたことを特徴とする電気掃除機。
9. The control device according to claim 8, wherein the controller determines the first input control amount of the fan motor based on the output of the linear or non-linear function, and detects the fluctuation range of the static pressure from the output of the pressure sensor. The fuzzy calculation is performed according to the fluctuation range of the static pressure and the operating state of the fan motor, and the input control amount of the first fan motor is corrected according to the result. Vacuum cleaner to do.
【請求項10】請求項8において、前記ファンモータの
運転状態を前記圧力センサの出力から検出した静圧の絶
対値から求めたことを特徴とする電気掃除機。
10. The electric vacuum cleaner according to claim 8, wherein the operating state of the fan motor is obtained from the absolute value of static pressure detected from the output of the pressure sensor.
【請求項11】請求項8において、前記ファンモータの
運転状態を該ファンモータの制御指令から求めたことを
特徴とする電気掃除機。
11. The electric vacuum cleaner according to claim 8, wherein the operating state of the fan motor is obtained from a control command for the fan motor.
【請求項12】請求項8において、前記制御装置で前記
線形もしくは非線形の関数の出力に応じて前記ファンモ
ータの運転領域を決定し、前記圧力センサの出力から静
圧の変動幅を検出し、該静圧の変動幅と前記ファンモー
タの運転状態とに応じてファジィ演算を行うと共に、そ
の結果に応じて該ファンモータの運転領域を補正するよ
うにしたことを特徴とする電気掃除機。
12. The operating range of the fan motor is determined by the controller according to the output of the linear or non-linear function, and the fluctuation range of static pressure is detected from the output of the pressure sensor. An electric vacuum cleaner, wherein fuzzy calculation is performed according to the fluctuation range of the static pressure and the operating state of the fan motor, and the operating region of the fan motor is corrected according to the result.
【請求項13】塵埃を捕集するフィルタと、掃除機に吸
引力を与える可変速のファンモータと、該掃除機本体ケ
ース中に該フィルタの目詰りを検知するための圧力セン
サと、操作者が操作する吸口と、該ファンモータの入力
を調整するマイクロコンピュータからなる制御装置とを
有する電気掃除機において、掃除中の前記吸口操作によ
る前記圧力センサの出力から静圧の変動を検出し、該変
動値の形状から掃除床面の種類に対応した複数の特徴量
を前記制御装置で抽出し、該掃除床面の種類に対応した
該複数の特徴量を入力としたニューラルネットの出力に
応じて前記ファンモータの入力を制御するようにしたこ
とを特徴とする電気掃除機。
13. A filter for collecting dust, a variable speed fan motor for applying a suction force to a cleaner, a pressure sensor for detecting clogging of the filter in the cleaner body case, and an operator. In a vacuum cleaner having a suction port operated by and a control device including a microcomputer for adjusting the input of the fan motor, static pressure fluctuations are detected from the output of the pressure sensor due to the suction port operation during cleaning, and A plurality of feature quantities corresponding to the type of the cleaning floor surface are extracted from the shape of the variation value by the control device, and the plurality of feature quantities corresponding to the type of the cleaning floor surface are input according to the output of the neural network. An electric vacuum cleaner characterized in that the input of the fan motor is controlled.
【請求項14】請求項13において、前記制御装置で前
記ニューラルネットの出力により前記ファンモータの第
1の入力制御量を決定し、前記圧力センサの出力から静
圧の変動幅を検出し、該静圧の変動幅と前記ファンモー
タの運転状態とに応じてファジィ演算を行うと共に、そ
の結果に応じて該第1のファンモータの入力制御量を補
正するようにしたことを特徴とする電気掃除機。
14. The control device according to claim 13, wherein the controller determines the first input control amount of the fan motor based on the output of the neural network, and detects the fluctuation range of the static pressure from the output of the pressure sensor. An electric cleaning characterized in that fuzzy calculation is performed according to the fluctuation range of static pressure and the operating state of the fan motor, and the input control amount of the first fan motor is corrected according to the result. Machine.
【請求項15】請求項13において、前記ファンモータ
の運転状態を前記圧力センサの出力から検出した静圧の
絶対値から求めたことを特徴とする電気掃除機。
15. The electric vacuum cleaner according to claim 13, wherein the operating state of the fan motor is obtained from the absolute value of static pressure detected from the output of the pressure sensor.
【請求項16】請求項13において、前記ファンモータ
の運転状態を該ファンモータの制御指令から求めたこと
を特徴とする電気掃除機。
16. The electric vacuum cleaner according to claim 13, wherein the operating state of the fan motor is obtained from a control command for the fan motor.
【請求項17】請求項13において、前記制御装置で前
記ニューラルネットの出力に応じて前記ファンモータの
運転領域を決定し、前記圧力センサの出力から静圧の変
動幅を検出し、該静圧の変動幅と前記ファンモータの運
転状態とに応じてファジィ演算を行うと共に、その結果
に応じて該ファンモータの運転領域を補正するようにし
たことを特徴とする電気掃除機。
17. The static pressure fluctuation range according to claim 13, wherein the controller determines an operating region of the fan motor according to the output of the neural network, and detects the fluctuation range of the static pressure from the output of the pressure sensor. The electric vacuum cleaner is characterized in that fuzzy calculation is performed according to the fluctuation range of the fan motor and the operating state of the fan motor, and the operating region of the fan motor is corrected according to the result.
【請求項18】請求項13において、前記ニューラルネ
ットを入力層,中間層および出力層で構成し、該中間層
と出力層の重み係数をオフラインで決定し、該入力層の
入力に応じてオンラインでニューロ演算を行うことを特
徴とする電気掃除機。
18. The neural network according to claim 13, wherein the neural network is composed of an input layer, an intermediate layer and an output layer, the weighting factors of the intermediate layer and the output layer are determined off-line, and online according to the input of the input layer. An electric vacuum cleaner that is characterized by performing a neuro operation in.
【請求項19】請求項13において、前記ニューラルネ
ットの出力と前記複数の特徴量を用いたしきい値判断結
果とにより前記ファンモータの入力を制御するようにし
たことを特徴とする電気掃除機。
19. The vacuum cleaner according to claim 13, wherein the input of the fan motor is controlled by the output of the neural network and the result of threshold value judgment using the plurality of feature quantities.
【請求項20】請求項3〜請求項19において、前記静
圧の平均値を検出し、該平均値に対して該静圧の瞬時値
が越えた時間をt1、下回った時間をt2とし、前記掃除
床面の特徴量がt1/(t1+t2)をもって表したことを
特徴とする電気掃除機。
20. The method according to any one of claims 3 to 19, wherein an average value of the static pressure is detected, and a time when the instantaneous value of the static pressure exceeds the average value is t 1 and a time when the instantaneous value is below the average value is t 2. The vacuum cleaner is characterized in that the characteristic amount of the cleaning floor surface is represented by t 1 / (t 1 + t 2 ).
【請求項21】請求項3〜請求項19において、前記静
圧の平均値を検出し、該平均値に対して該静圧の瞬時値
が越えた時間をt1、下回った時間をt2とし、前記掃除
床面の特徴量が(t1−t2)をもって表したことを特徴
とする電気掃除機。
21. The average value of the static pressure is detected according to any one of claims 3 to 19, and the time when the instantaneous value of the static pressure exceeds the average value is t 1 , and the time when the instantaneous value is below the average value is t 2. The electric vacuum cleaner is characterized in that the characteristic amount of the cleaning floor surface is represented by (t 1 −t 2 ).
【請求項22】請求項19において、前記静圧の平均値
を検出し、該平均値に対してバンド幅を設定し、該平均
値のバンド幅に対して該静圧の瞬時値が越えた時間をt
1 、下回った時間t2 から前記掃除床面の特徴量を検出
したことを特徴とする電気掃除機。
22. The average value of the static pressure is detected, the bandwidth is set for the average value, and the instantaneous value of the static pressure exceeds the bandwidth of the average value. Time t
1. An electric vacuum cleaner, characterized in that the characteristic amount of the cleaning floor surface is detected from the time t 2 which is lower than that.
【請求項23】請求項22において、前記バンド幅が複
数であることを特徴とする電気掃除機。
23. The vacuum cleaner according to claim 22, wherein the band width is plural.
【請求項24】請求項3〜請求項19において、前記静
圧の平均値を検出し、該平均値に対して該静圧の瞬時値
がクロスした回数をカウントし、前記掃除床面の特徴量
がカウント数をもって表したことを特徴とする電気掃除
機。
24. The feature of the cleaning floor surface according to claim 3, wherein the average value of the static pressure is detected, and the number of times the instantaneous value of the static pressure crosses the average value is counted. A vacuum cleaner characterized in that the quantity is represented by a count number.
【請求項25】請求項3〜請求項19において、前記静
圧の平均値を検出し、該平均値に対して該静圧の瞬時値
の分散を演算し、前記掃除床面の特徴量が該分散をもっ
て表したことを特徴とする電気掃除機。
25. The average value of the static pressure is detected according to any one of claims 3 to 19, and the variance of the instantaneous value of the static pressure is calculated with respect to the average value. An electric vacuum cleaner characterized by being represented by the dispersion.
【請求項26】請求項3〜請求項19において、前記静
圧の変動幅があるサンプリング時間中の最大値と最小値
の偏差であることを特徴とする電気掃除機。
26. The vacuum cleaner according to claim 3, wherein the fluctuation range of the static pressure is a deviation between a maximum value and a minimum value during a sampling time.
【請求項27】請求項19〜請求項25において、前記
静圧の平均値があるサンプリング時間中の最大値と最小
値とを平均した中心値であることを特徴とする電気掃除
機。
27. The vacuum cleaner according to claim 19, wherein the average value of the static pressure is a center value obtained by averaging a maximum value and a minimum value during a certain sampling time.
【請求項28】請求項3〜請求項19において、前記圧
力センサの出力にローパスフィルタを介して前記静圧の
変動を検出し、前記制御装置の入力信号としたことを特
徴とする電気掃除機。
28. The electric vacuum cleaner according to claim 3, wherein a change in the static pressure is detected by an output of the pressure sensor through a low-pass filter and is used as an input signal of the control device. .
【請求項29】請求項3〜請求項19において、前記吸
口にロータリブラシを駆動するためのパワーブラシモー
タを備え、前記ファンモータの入力を制御すると同時
に、該パワーブラシモータの入力を制御するようにした
ことを特徴とする電気掃除機。
29. The power brush motor for driving a rotary brush according to claim 3, further comprising: a power brush motor for driving a rotary brush, wherein the fan motor input is controlled, and at the same time, the power brush motor input is controlled. An electric vacuum cleaner characterized in that
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