JPH0759698A - 掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 床種類検出手段と検出された床種類の関数と
してモータの出力を制御する手段とを有する掃除機を提
供する。 【構成】 掃除している床種類の特徴の検出手段と、こ
れらの特徴を処理する前処理手段（３０）と、掃除して
いる床種類を検出した特徴の関数として分類する手段
（４０）と、床種類の分類の関数として負圧設定点を決
定する設定点生成手段（５０）と、主モータの出力をこ
の負圧設定点が保持されるように制御する手段（６０）
と、これらの手段を、適当な時間間隔の間に、所定の順
序で自動的に作動させる順次命令システム（６５）を具
え、前記検出手段が、測定点（１５）が塵埃室の吸気口
（１１）の方を向いており、掃除されている床の性質の
特徴の変化を示す信号を供給する圧力検出器（１４）を
具え、前記分類手段（４０）が掃除されている床を認識
し、分類するニューロンネットワークを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気口及び排気口を設
けた掃除機本体と、吸口を設け掃除機本体の吸気口に結
合したホースとを具え、掃除機本体が吸気口と連通する
塵埃室と、主モータと呼ばれる電動機によって駆動され
るファンを収容し、塵埃室及び排気口に連通するハウジ
ングとを具え、掃除している床の種類の特徴を検出する
手段と、これらの特徴を処理する前処理手段と、検出し
た特徴の関数として掃除されている床の種類を分類する
手段と、床の種類の分類の関数として負圧設定点を決定
する設定点生成手段と、この設定点を保持するように前
記主モータの出力を制御する手段とを具える掃除機に関
するものである。本発明を、家庭用又は工業用掃除機の
製造において適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】上述したような要素を設けた掃除機は、
欧州特許出願公開明細書第０４６７３４７号により既知
である。この文献には、吸口によって擦られる床表面の
特徴又は状態の関数として、ファンを駆動するモータ出
力を制御する手段を設けた掃除機が記述されている。こ
れらの手段は、ある床種類から他の床種類へ、例えば、
厚い絨毯、薄い絨毯、畳、及び固い表面の間で床が変化
した正確な瞬間において明らかになる、吸口に配置され
たブラシモータへの供給電流の変化を検知するための電
流検知器である第１検知器と、ピーク電圧を記憶する回
路とを具える。掃除する際には、掃除機の使用者は、ブ
ラシで床を擦りながら、吸口を前進及び後退させてい
る。床の表面の状態によって、ブラシに掛かる負荷が変
化し、したがってその電流も変化する。この電流は、商
用電源によって供給されるブラシのモータの交流電源電
圧に等しい振動数を有する正弦波を形成する。この電流
は他方では、正弦曲線の包絡線のピークの形に変化を示
す。正弦曲線のこれらの振幅のピークは、ブラシの床の
上でのブラッシング運動、即ち、ブラシが床の上で押さ
れた場合の前進運動とブラシが床の上で引き戻された場
合の後退運動との間の各々の方向の変化時において現れ
る。正弦曲線の振幅によって表される電流値は、床種類
に独立に、これらのピーク間でほぼ一定であることに注
意しなければならない。電流値は、これらのピークが薄
い絨毯に対するより厚い絨毯に対する方が大きい振幅に
なり、堅い床に対して最小の振幅になる。ブラシが床に
接触していない場合、ピークは現れない。上述した掃除
機はさらに圧力検出器である第２検出器を具えており、
これは掃除機本体内に配置された圧電センサにより形成
され、塵埃室とファンの吸気面との間のファンの吸気区
画中の気圧を検出するためのチューブに接続され、この
圧力の関数である信号を供給するようにする。

【０００３】上述した既知の掃除機は、さらに、吸口の
底の電気ブラシの電流ピークに基づいて、厚い絨毯、薄
い絨毯、畳及び堅い床といった床の表面状態に関する分
類信号を供給する計算手段を具える。これらの計算手段
は、検出した電流ピーク値とメモリ内に格納された所定
参照電流値とを比較するマイクロプロセッサを含む。基
本的には、このマイクロプロセッサは床の分類を、これ
らの参照電流値との比較によって実施する。他方で、こ
のマイクロプロセッサは、第２検出器によって供給され
た平均圧力値と、メモリ中に格納され、異なったありう
る床種類に対応する所定の参照圧力値とを比較する。前
期マイクロプロセッサは、さらに、モータ出力のための
制御信号を供給し、計算された床種類に関して、メモリ
中に格納されている所定の圧力値に対応する塵埃室の排
気口における圧力値が得られるようにする。マイクロプ
ロセッサは、もし望むなら、ブラシモータのためのスイ
ッチオフ信号も供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような既知の掃除
機は、床検出器が吸口の電気ブラシに接続した電流検出
器であることに起因する欠点を有する。すなわち、種々
の床種類の認識を可能にするピークの検出を、ブラシを
吸口において規則正しく使用した場合、即ち、ブラシが
存在し、回転している場合にしか行うことができない。
このような規則正しいブラシの使用は実際的ではない。
特に、床が滑らかで毛の短い絨毯で覆われている場合、
電気ブラシはパン屑を吸口の方に引き寄せる代わりに広
げてしまう傾向がある。一般に、使用者は、滑らかな表
面又は毛の短い絨毯上ではブラシを動作させないで掃除
したがるであろう。この装置は、したがって、厚い絨毯
と中位の絨毯を識別することのみの利点について記述さ
れており、そのような状況では、電流のピークレベル
は、このような正確な区別を行うためには不十分である
ことを確かめた。

【０００５】本発明は、ブラシの動作と独立して床種類
の情報を得ることを可能にした掃除機を提供することを
目的とする。

【０００６】本発明は、モータ出力を、検出され分類さ
れた床種類の関数として自動的に制御する掃除機を提供
することも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により、このよう
な目的は、上述した形式の掃除機において、検出手段
を、測定点が塵埃室の吸気口の方を向いており、掃除し
ている床の性質の特徴の変化を示す信号を供給する圧力
検出器によって形成し、検出手段、分類手段、設定点生
成手段、及び主モータ制御手段を、適当な時間間隔の間
に、所定の順序で自動的に作動するための順次命令シス
テムをさらに具えることによって達成される。

【０００８】このような本発明による掃除機によれば、
床が吸引空気流におよぼす作用によって測定が直接影響
を受ける検出器を用いるため、床の種類を非常に良好に
検出できるといった利点がある。床種類検出器として働
く圧力検出器の測定点が塵埃室の前に置かれていること
から、床を分類する基礎となる測定によって負圧の変化
が減衰されることはない。

【０００９】さらにこのような掃除機は、測定をするに
あたって、吸口に位置する電気ブラシを動作させる必要
がないという利点がある。検出はしたがって全ての床種
類に対して、ブラシを外して掃除する堅い床に対してさ
えも行うことができる。

【００１０】それにくわえてこのような掃除機は、一般
に掃除機の主モータよりも寿命が短い吸口のブラシモー
タに測定が依存していないので、既知の装置よりも長持
ちするという利点がある。

【００１１】さらに、このような掃除機は、床種類の検
出と、それに基づく吸引出力の制御とを、とても迅速に
行えるという利点がある。

【００１２】本発明は、掃除の負圧に対する設定値を最
適に決定することによって、全ての床種類の掃除を改善
することも目的としている。

【００１３】本発明により、この目的は、上述した掃除
機において、検出手段が、測定点が塵埃室の吸気口に向
いており、掃除している床の性質の特徴の変化を示す信
号を供給する圧力検出器を具え、分類手段が、掃除され
ている床種類を認識し、分類するニューロンネットワー
クを具え、前処理手段と、分類手段と、設定点生成手段
と、主モータ制御手段とを、適当な時間間隔の間に、所
定の順序で自動的に作動するための順次命令システムを
さらに具えた掃除機によって達成される。

【００１４】このような掃除機は、次のような多くの利
点をもたらす。一番目は、吸い込み圧力制御が大変改善
されることである。なぜなら、この圧力を、既知の掃除
機におけるように塵埃室の出口側において制御する代わ
りに、塵埃室の入口側において直接制御するからであ
る。圧力制御は、したがって既知の掃除機におけるより
も、より正確に、より満足になる。例えば、必要なモー
タ出力は、塵埃袋の詰め込み度合いが変化した場合、所
定の圧力設定値に応じて変動するであろう。塵埃室の吸
気口における圧力は、全ての時間において最適に保たれ
る。さらに、床種類の検出と、必要な吸い込み圧力の検
出された床種類の関数としての制御とは、１個の検出器
によって実現される。したがって、本発明により、検出
が正確なだけでなく、作用圧力の制御もより正確であ
り、これらの結果が非常に経済的な手段によって達成さ
れる。これに対し、既知の掃除機においては、電流検出
器を床種類の検出のために単独で使用し、塵埃室の吸気
口に位置した圧力検出器を作用圧力の制御のために単独
で使用し、この制御はしたがって塵埃室の排気口におい
て行われることに注意されたい。これらの２つの機能を
実行するために２個の検出器を必要とし、それでもやは
り、制御は満足に達成されない。本発明による掃除機
は、これらの機能を２個の代わりに１個の検出器によっ
て行い、さらに圧力制御は大変改善される。もし掃除機
のホースが、例えば紙又は布の断片によって塞がれた場
合、そのような状況において通風の不足によりもはや適
切に冷却されない掃除機モータを、それにもかかわらず
オーバーヒートさせない。なぜなら、過度の真空度が検
出され、吸気口における圧力が設定値となるようにモー
タ出力が減少させられるからであり、この圧力設定値は
必然的に、偶発的な過度の真空度より厳密に低い。

【００１５】このような掃除機はさらに、ニューロンネ
ットワークの係数が、床種類検出器からの信号の関数と
して床種類を分類する基準を形成し、テーブルに格納さ
れた値との比較をする必要がないという利点がある。こ
の結果、掃除機の全ての動作領域における分散による誤
差を、したがって除去できる。

【００１６】分類に対するニューロンネットワークの使
用は、したがって、大きな利点を有する。それでもやは
り、ニューロンネットワークを組み込むと、床種類検出
器による圧力変化の測定を考慮する学習段階が必要とな
る。これらの測定を、もし一定のモータ出力において行
うなら、学習段階に対してのみしか用いることができな
い。これはなぜなら、モータ出力の変化は圧力に変化を
もたらし、床種類に純粋に関連する圧力変化を妨害する
からである。モータ出力制御ブロックをしたがって、床
種類検出器が解析即ち段階にある場合、作動しないよう
にすべきである。そして、使用者がある掃除する床から
他の床へ移動する場合に、このような変化が検出されな
いという恐れを生じさせないために、解析段階をできる
だけ頻繁に行うべきであることも、とても重要である。

【００１７】本発明により、これらの問題は、順次命令
システムが少なくとも以下の状態、即ち、時間Ｔ４の間
にモータの電気出力の制御を行い、前記制御手段が作動
状態で、前記分類手段が非作動状態である状態４と、構
成要素の時定数を考慮して、時間Ｔ５の間に前段状態が
その効果を与え終わるまで待機する状態５と、掃除して
いる間、床上での吸口の方向の変化を少なくとも１回含
む時間Ｔ６の間に解析し、前記制御手段が非作動状態
で、前記前処理手段が作動状態で、前記ニューロンネッ
トワークが作動状態で、前記設定点生成手段が作動状態
で、第１圧力検出器の平均圧力振幅に関する新しい設定
点及び、あるいはブラシモータに関する設定点を決定す
るか、又は設定点を変更しないままにしておくように
し、その結果として、もし設定点が変更されなかった場
合は、状態４と次の状態５に戻る状態６との状態を含む
有限状態ユニットであることを特徴とする掃除機によっ
て解決される。

【００１８】

【実施例】図１Ａ及び１Ｂにおいて、家庭用又は工業用
掃除機は、掃除すべき床の上を容易に移動する手段、例
えば、車輪６ａ及び６ｂ、又は滑走部、又はこれらの構
成要素の組み合わせを設けた掃除機本体１を具える。

【００１９】この掃除機本体は、吸気口１１及び排気口
２１が設けられ、２つのハウジング、塵埃室を形成し前
記吸気口中に開口する第１ハウジング１０と、モータ２
２によって駆動されるファン２３のための第２ハウジン
グ２０とを具える。このファン及びモータのハウジング
２０は、一方の側で塵埃室１０に開口し、他方の側で排
気口２１に開口する。ファン２３は、塵埃室１０に面し
た吸気側２３ａと、排気口２１に面した排気側とを有す
る。

【００２０】ファンハウジング２０を、塵埃室１０とハ
ウジング２０の間を連絡する穴に固定して配置されたフ
ィルタＦ１によって、塵埃室からの塵埃が通らないよう
にする。排気口２１も、ファンの排気側とこの排気口２
１との間に固定して配置されたフィルタＦ２によって塵
埃に対し防御する。

【００２１】吸気口１１に、掃除機本体１に関してホー
ス２の回転を容易にする回り継ぎ手１３を設ける。通
常、フィルタを構成する塵埃袋１２を塵埃室内に固定す
る。この袋は吸気口１１に向かって面した穴を有し、で
きるだけ塵埃を通さない方法で回り継ぎ手パイプの背後
に挿入される。回り継ぎ手パイプの使用は、本発明にと
って必須ではない。

【００２２】さらに本掃除機は通常、可撓部分２と、グ
リップ部分５及び吸口４に連結される剛固な延長部分３
とで構成されるホースを具える。このホースの吸口と反
対側の末端を吸気口１１の開口に結合する。これらの種
々の構成要素を図１Ｂに示す。

【００２３】ファンモータを交流電源へ接続すると、フ
ァンの働きによって吸口内に負圧が生じ、掃除すべき床
上に存在する塵埃、パン屑、小さい破片及び他の物体を
ユニット内に吸い込む。使用者は剛固なグリップ部をも
って吸口を掃除すべき床ＦＬの上で前後に動かし、擬似
周期的に床の上で吸口の前方及び後方へのストロークを
行う。１回の前進後退の動作の擬似周期は、０．５秒か
ら大体２秒位である。

【００２４】擬似周期の前方ストローク部分において、
使用者によってホースの堅い部分を用いて吸口が前方に
押された場合、吸口は床に押しつけられ、それにより空
気抵抗が増加し、ホース内の流量が減少し、その結果掃
除機ホース内の負圧が増加する。

【００２５】他方では周期の後方ストローク部分におい
て、吸口が後方に引き戻された場合、吸口は掃除すべき
床から僅かに持ち上げられ、掃除機ホース内の負圧は減
少する。

【００２６】吸口の方向を変化することによって、即
ち、前方ストロークと後方ストロークとの間、及びその
逆の間での変化によって、負圧に変化が現れる。この変
化も吸口の前方−後方ストロークに伴い、擬似周期的で
ある。このような負圧の変化は、吸口及びホース内の圧
力の振幅における振動と呼んでもよく、測定することが
できる量を形成する。

【００２７】要するに、この疑似周期的な変化における
吸口の前方ストロークの各々が負圧の最高値に対応し、
吸口の後方ストロークの各々が掃除機ホース内の負圧の
最低値に対応する。負圧の振幅の値が前方ストロークの
間中最大のままであり、同じく負圧の振幅の値が後方ス
トロークの間中最小のままであることに注意されたい。
負圧の最高値と最低値との間の圧力変化は、床上の吸口
の方向の急な変化に応答して、突然起こるものである。
したがって時間の関数とした圧力の振幅を表す曲線は、
実際には疑似的な方形波信号の形をとる。

【００２８】前方及び後方ストローク間の圧力差、即
ち、擬似周期的な変化における圧力の最大の振幅又は値
と圧力の最小の振幅又は値との差は、掃除すべき床の表
面の状態又は種類に強く依存する。したがって、振動の
振幅におけるこの差は、吸口の前方及び後方ストローク
が厚い絨毯上で行われる場合には大きく、この振幅の差
は絨毯の厚さが減少すると減少し、この振幅の差は堅く
て滑らかな床の上ではほぼ０である。

【００２９】他方では、ホース内の圧力の振幅の平均、
即ち０の圧力に対して測定した最大の振幅値と最小の振
幅値との平均値も、掃除すべき床の表面の状態又は種類
に強く依存する。この振幅の平均は吸口が厚い絨毯の上
にある場合は大きく、絨毯の厚さが減少すると減少し、
吸口が堅い表面の上にある場合は０ではない最低値を有
する。

【００３０】これらの圧力の振幅の変化は、掃除機の吸
口内で検知することもできるが、本発明においては、実
際の構造上の理由のために掃除機本体１の吸気口１１の
位置において測定する。

【００３１】これらの変化は、掃除機本体の塵埃室とフ
ァンの間の吸気側２３ａに位置する部分か、塵埃室の排
気側２３ｂの何方か一方でも観測できる。これらの位置
において、しかしながら、振動は塵埃及び種々のフィル
タ（塵埃袋１２及びあるいはフィルタＦ１）自身の存在
によって減衰してしまう。

【００３２】したがって、吸気口１１の位置で行う測定
が、吸口自身における圧力状態によりよく対応し、床の
表面の状態のより正確な表示を与える 。

【００３３】このような吸口の移動方向の各々の変化に
おいて起こる圧力の振幅の変化の測定を、圧力検出器１
４を用いておこない、その測定点１５を吸気口１１の位
置、例えば、回り継ぎ手１３と塵埃袋１２との間にす
る。この圧力検出器を、末端を測定点１５に向けたたわ
み管１７を設けたシリコン検出器としてもよい。圧力検
出器１４の本体自身を、掃除機本体内の空気の流路の外
側に配置した回路基板２９に固定してもよい。

【００３４】他方で、同じ種類の床面を同じモータ出力
で掃除する場合でも、前方及び後方ストローク中の圧力
変化は、塵埃室の詰め込み度合いによって僅かに影響を
受ける。床の種類の検出の信頼性を改善するために、し
たがって、塵埃室の入口及び出口の間の圧力差の測定を
おこなう。

【００３５】この目的のために、第１圧力検出器１４と
同様の種類の第２圧力検出器２４を掃除機本体中に配置
し、ファンの吸気側２３ａの測定点２５にその末端を向
けたたわみ管２７を設ける。圧力検出器２４の本体を掃
除機本体内の空気の流路の外側に配置した回路基板に固
定してもよい。圧力検出器２４の本体を、例えば、圧力
検出器１４の本体と同じ回路基板２９に固定してもよ
い。

【００３６】好適には、この第２圧力検出器を、塵埃室
の両端間の圧力差を計測するように第１圧力検出器１４
と結合する。塵埃室の入口の測定点１５と塵埃室の出口
の測定点２５とにおいて得られた平均圧力間の差を、簡
単な方法で得ることができる。この目的のために、圧力
検出器２４を差動検出器とし、分岐２８を測定点１５の
圧力を捕らえるたわみ管に設け、塵埃室の入口において
圧力検出器１４で、塵埃室の出口において圧力検出器２
４で、同時に圧力を測定するようにする。このようにし
て、圧力検出器２４は測定点１５及び２５の両方の圧力
を受ける。

【００３７】この実施例の変形例において、測定点２５
を、塵埃フィルタＦ１の何方か一方の側、即ち、塵埃室
１０の出口２３ｂ、この塵埃室の内側の塵埃袋１２の背
後、又はハウジング２０の内側のフィルタＦ１及びファ
ン２３の吸気側間の部分２３ｂのいずれか１つにしても
よい。

【００３８】上述した欧州特許出願公開明細書第０４６
７３４７号が開示する掃除機と対象的に、塵埃室の出口
に配置したこの圧力検出器２４は、さらに後述する掃除
機の動作圧力の制御にとって必須ではないことに注意さ
れたい。本発明によるこの第２圧力検出器２４は、床種
類の分類の信頼性の改善に対してのみ使用されている。
もし望むなら、圧力差の測定値を用いて塵埃室の詰め込
み度合いを表示してもよい。

【００３９】本実施例において、圧力状態を、例えば、
上述した文献に示されるような、厚い絨毯、薄い絨毯、
畳及び堅い滑らかな表面である、３つ又は４つの床種類
の差に関連付けることが可能であり、対応するファンモ
ータ出力の制御状態を与えることができる。

【００４０】図３Ａ及び３Ｂの曲線は、２個の圧力検出
器１４及び２４による検出動作を説明する。

【００４１】図３Ｂの曲線Ｃは、塵埃袋の入口における
測定点１５の圧力検出器１４で測定した圧力Ｐを時間ｔ
（秒）の関数としてミリバールで示し、この同じ図の曲
線Ｄは、塵埃袋の出口における測定点２５で圧力検出器
２４によって測定した圧力Ｐを、秒で示す時間の関数と
してミリバールで示す。これらの測定を、ファン２３の
モータ２２の一定の出力において行い、曲線の全ての点
において塵埃袋の詰め込み度合いは同じである。ここ
で、１バール＝１０⁵ Ｐａ（パスカル）である。

【００４２】この曲線のＣ１及びＤ１の部分は、長い毛
を持つ厚い絨毯を備えつけた床の上で吸口を前後に動か
した場合の掃除の状況を示し、Ｃ２及びＤ２の部分は、
中くらいの厚さの絨毯上の掃除の状況を示し、Ｃ３及び
Ｄ３の部分は、堅い表面上の掃除の状況を示す。

【００４３】一方でＣ１及びＤ１で示され、他方でＣ２
及びＤ２で示されるこの曲線は、例えば、吸口を厚い絨
毯の上で前後に動かした場合に塵埃室の入口における圧
力Ｐを表す曲線Ｃ１に関して、最高値とみなすγ１、γ
２及びγ３と、最低値とみなすε１、ε２及びε３とを
有する。ここでは８２ミリバールである、この圧力最高
値は、使用者が絨毯上で吸口を（前に）押す間の１．５
秒の持続時間に対応する。ここでは７４ミリバールであ
る、この圧力最低値は、使用者が絨毯上で吸口を（後ろ
に）引き戻す間の１．５秒の持続時間に対応する。圧力
Ｐの、最高値γ１、γ２及びγ３と最低値ε１、ε２及
びε３との間の変化は急激であり、吸口の前進及び後退
間の変化のそのたびごとに対応する。

【００４４】圧力の振幅の最高値及び最低値に現れてい
る僅かな凸凹は、ノイズのせいであり、測定データの処
理によって滑らかにすべきである。この平滑化を行うた
めに、例えば、測定を、最高値又は最低値の少なくとも
０．６秒である継続時間より小さい狭い時間窓内で、振
幅の値の平均値をとって行ってもよい。この窓は好適に
は０．３秒の幅を持つ。

【００４５】例として図３Ｂに示す最高値γ１、γ２及
びγ３の振幅Ｐ２と最低値ε１、ε２及びε３の振幅Ｐ
１との振幅の差ΔＰは、絨毯に対して塵埃室の入口にお
いて計測した場合８ミリバールである。

【００４６】同じ図３Ｂにおいて、Ｃ１と同じ状況のも
とで塵埃室の背後で計測された圧力に関係するＤ１の部
分は、吸口の前方及び後方ストロークに対応する振幅間
の振動を示す。曲線Ｄ１において、最高値をγ′１、
γ′２及びγ′３で示し、最低値をε′１、ε′２及び
ε′３で示す。圧力の最高値と最低値との間の平均の振
幅をＰＭ１′で示す。しかし、塵埃室の背後の圧力（曲
線Ｄ）の平均の振幅ＰＭ′（Ｄ１に関し、ＰＭ′＝約１
０８ミリバール）は、塵埃室の前方における平均の振幅
ＰＭ（曲線Ｃ）（Ｃ１に関し、ＰＭ＝約７９ミリバー
ル）より大きく、塵埃室の背後に現れる振動（曲線Ｄ）
はより強く減衰し、絨毯に対し、例えば、前方及び後方
ストロークの間の圧力の振幅の差ΔＰは、塵埃室の前方
で圧力を計測した場合の８ミリバール（曲線Ｃ１）の代
わりに約６ミリバール（曲線Ｄ１）である。したがっ
て、床種類検出器として働く圧力検出器を塵埃室の背後
よりも前方に置くほうがより好適である。

【００４７】薄い絨毯に対して塵埃室の前方及び背後に
おいて圧力を測定した場合の曲線Ｃ２及びＤ２について
も、上述したことと同様である。

【００４８】吸口を堅い表面上で前後に動かした状況に
関係しているＣ３及びＤ３の部分は、圧力の振幅がここ
では前方及び後方ストロークに関して同じであることを
示している。圧力の振幅に変化がないことは明らかであ
り、最高値も最低値も存在しない。僅かなノイズの影響
のみが観測される。

【００４９】厚い絨毯（曲線Ｃ１）に関する圧力の平均
値ＰＭ１と、中くらいの厚さの絨毯（曲線Ｃ２）に関す
るＰＭ２と、堅い表面（曲線Ｃ３）に関するＰＭ３との
測定値とを比較することによって、この平均値が７８ミ
リバール（Ｃ１）から６９ミリバール（Ｃ２）及び６４
ミリバール（Ｃ３）で変化することが示される。この平
均値はしたがって、床の表面の性質と共に変化する。特
に、厚い絨毯、中くらいの厚さの絨毯、堅い表面の順番
で低下する。

【００５０】図３Ａの曲線Ａは、塵埃袋の入口における
測定点１５の圧力検出器１４で測定した圧力Ｐを秒で測
定された時間ｔの関数としてミリバールで示し、この同
じ図の曲線Ｂは、塵埃袋の出口における測定点２５で圧
力検出器２４で測定した圧力Ｐを、秒で測定された時間
ｔの関数としてミリバールで示す。これらの測定を、フ
ァン２３のモータ２２の一定の出力において、中くらい
の厚さの絨毯上で行った。

【００５１】曲線のＡ１及びＢ１の部分は、例えば塵埃
室に設けられた塵埃袋が空、すなわち塵埃袋がきれいで
新しい状況に関係する。

【００５２】曲線のＡ２及びＢ２の部分は、塵埃室が約
５０％満たされている状況に関係する。これらの曲線か
ら、塵埃室が満たされると、塵埃室の入口における測定
点１５の圧力は下降するが、塵埃室の出口における測定
点２５における圧力は上昇することがすぐに分かる。

【００５３】曲線のＡ３及びＢ３の部分は、塵埃室が完
全に満たされている状況に関係する。測定点１５におけ
る圧力は最小に達し、測定点２５では最大に達する。

【００５４】塵埃室がどのような充填状況でも、吸口の
前方及び後方への動きに対応する圧力の最大及び最小
は、曲線上、特に塵埃室の前方で測定した圧力に対応す
る曲線Ａ上で、常によく測定できる。

【００５５】図３Ａの曲線Ａ及びＢから明らかなよう
に、測定点２５において塵埃室の後方で測定した圧力の
平均値と、測定点１５において塵埃室の前方で測定した
圧力の平均値との差を求めることができる。図３Ｂによ
って示される特徴により、床種類の正確な検出を達成す
ることが可能になる。この目的のために、第１圧力検出
器１４又は床種類検出器による測定を、以下に記述する
計算手段に伝える。すなわち、床の各々の種類に関する
最高値γ１、γ２及びγ３の振幅Ｐ２と、床の各々の種
類に関する最低値ε１、ε２及びε３の振幅Ｐ１とから 振幅の差ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１ 平均の振幅：ＰＭ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２とを求めるよう
にする。

【００５６】各々の床種類に対応する振幅の差ΔＰの値
を評価することによって、床種類を容易に分類できる。
平均値ＰＭの値を評価することにより、この分類精度は
改善される。次に、図３Ａの測定値を処理して、入口と
出口の平均圧力の差ＰＭ′−ＰＭを評価することによ
り、この分類精度は一層改善される。

【００５７】簡単にするために、以下に、単に「絨毯」
及び「堅くて滑らかな床」の２種類に分類される床種類
を検出するのが目的の実施例について記述する。実際問
題として、この実施例が、使用者が最も頻繁に必要性を
感じることにもっとも適した機能の簡単で安価な掃除機
になることが分かる。このような異なった床種類の２つ
の起こりうる状態を検出することにより、一方でファン
モータ出力の制御を行うことができ、もし望むなら、他
方では吸口に配置した電気ブラシを自動的にスイッチン
グすることができる。

【００５８】本実施例において、したがって、吸口に配
置した電気ブラシのモータを、本装置が絨毯を検知した
場合に起動にする手段、又は、吸口が堅くて滑らかな床
を掃除する場合に、このモータをオフに切り換える手段
についても記述する。

【００５９】本実施例において、塵埃袋の詰め込み度合
いの表示を与えるために２個の圧力検出器で測定するこ
とも可能である。

【００６０】図２は、図３Ｂ（曲線Ｃ）に示す塵埃室の
入口に位置する測定点１５において検出した圧力検出器
１４の測定値１６に基づき、その結果として、ファン２
３の主モータ２２及び、あるいは副ブラシモータ（図示
せず）の出力の制御信号を供給する床種類検出装置を示
す。

【００６１】この床種類検出信号処理装置は、第１及び
第２圧力検出器の出力信号１６及び２６をその入力端子
に受ける前処理ブロック３０を具え、このブロックは、
塵埃室１２の吸気口１１において得る圧力に関係する第
１圧力検出器１４の出力信号１６の振動の平均圧力値Ｐ
Ｍと、同じ圧力に関係する圧力検出器１４の出力信号１
６の振動の最大と最小の振幅の差ΔＰと、吸気口１１の
測定点１５において得た圧力と、塵埃室の出口２３ａ又
は２３ｂの測定点２５において得た圧力との、平均値の
差（ＰＭ′−ＰＭ）との計算から成る前処理と呼ばれる
処理を行う。

【００６２】このような計算を、平均的な使用者が、掃
除機の動作中に、通常の掃除操作の間、掃除すべき床上
で吸口の運動方向を前方及び後方ストロークの間で少な
くとも１回変化させる間で十分な長さ、例えば２秒の時
間間隔又は「時間窓」Ｔの間に行う。

【００６３】床種類検出器１４が掃除機の本体１内に配
置した測定点１５を有し、その出力信号１６を得るのに
吸口の電気ブラシを必ずしも使用しなくともよいことに
留意されたい。

【００６４】ブロック３０によって行われる動作は、し
たがって、とても簡単である。この動作は単に、一方で
平均化、他方で検出に関係し、最初に塵埃袋の入力圧力
の平均値ＰＭを計算し、次に塵埃袋の入口及び出口間の
平均圧力差（ＰＭ′−ＰＭ）を計算し、吸口の前方及び
後方ストロークに一致する圧力の最高値γ１、γ２及び
γ３と最低値ε１、ε２及びε３とを検出し、これらの
最高値と最低値との振幅の差ΔＰを計算するようにす
る。

【００６５】他方で、前処理ブロック３０は、上述した
ように、ノイズを除去するように、測定結果の僅かな平
滑化を行う。

【００６６】これらの計算は、したがって、乗算も除算
も含まないので、これらの動作を行うこの前処理ブロッ
ク３０をとても簡単にすることができる。

【００６７】前処理ブロック３０の出力端子３１、３２
及び３３を、１から３個の入力端子と、計算すべき信号
のための２個の出力端子とを具えたニューロンネットワ
ーク又は分類ブロック４０に接続する。

【００６８】ニューロンネットワーク又は分類ブロック
４０の３個の入力を、前処理ブロック３０によって計算
した３個の出力信号によって形成し、そのうちの一つの
信号３１は、床種類検出器１４によって供給された信号
の圧力振動の最大と最小との間の振幅の差ΔＰの最高値
を表す。最高値及び最低値のノイズの影響を除去するた
めに、信号に平滑化を行ってもよく、例えば、０．３秒
の窓に渡って平均値を計算する。ここで、信号３２は床
種類検出器１４によって供給された圧力の振幅の平均値
ＰＭを表し、信号３３は塵埃室の出口及び入口の平均圧
力の差（ＰＭ′−ＰＭ）を表す。この入力信号３３に対
するニューロンネットワークの係数は小さな値にしても
よい。

【００６９】ニューロンネットワーク又は分類ブロック
４０は、２個の相補の出力端子「絨毯」及び「堅く滑ら
かな床」のみを具える。このようにした場合、絨毯を表
す全ての出力が、堅い床でないということの必要条件で
あり、その逆も又そうである。さらに、主ファンモータ
だけでなく、ブラシのための副モータ（図示せず）も制
御することができる。

【００７０】このようにニューロンネットワークブロッ
ク４０は、その出力端子に「絨毯」及び「堅い床」を表
す２つの相補的な分類に対応する２つの出力信号を供給
するようになる。

【００７１】例えば、出力信号を、第１出力に関し、出
力レベルを「絨毯」状態が検出された場合＋１にし、そ
の逆の場合は−１にし、第２出力に関し、出力レベルを
「堅い床」状態が検出された場合＋１にし、その逆の場
合は−１にしてもよい。

【００７２】したがって第１及び第２出力端子の出力レ
ベルの和はゼロである。ニューロンネットワーク又は分
類ブロック４０の出力レベルをバイナリ出力４１を設け
た変換ステージに供給してもよく、例えば、この信号４
１のレベルを、検出された「絨毯」状態に対し１とし、
検出された「堅い床」状態に対し０とする。

【００７３】好適実施例において、ニューロンネットワ
ークは、「絨毯」状態と「堅い床」状態間のみの識別を
目標とする場合、３個の入力端子と、０から７本（この
数は解決すべき問題の複雑さに依存する）のニューロン
を具える中間層と、上述したように１個の出力４１に結
合してもよい、計算された信号のための２個の出力端子
とを具える。

【００７４】解決すべき問題の複雑さは、圧力振動を表
す信号（図３Ｂ）の形状に依存する。これらの信号が大
体においてほぼ矩形なら、問題は、これらの信号が部分
的に三角形になっているか、ノイズによって激しく乱さ
れている場合より、複雑でない。信号の規則正しさは、
ブラシの構造に大きく依存する。従来のようにブラシが
低い品質の信号を発するなら、ニューロンネットワーク
はより大きな中間層を持つことになる。

【００７５】ニューロンネットワーク又は分類ブロック
４０の出力４１を設定点生成ブロック５０に供給し、検
出した種類の床を満足に掃除するために設定すべき塵埃
室の入口側の圧力設定点５１を、床の関数にして直接変
換により決定するようにする。

【００７６】この設定点を簡単な法則にしたがって決定
する。例えば、「絨毯」状態が検知されたら、設定値を
８０ミリバールにし、「堅い床」状態が検知されたら、
設定値を６０ミリバールにする。

【００７７】代わりに、設定点生成ブロック５０を曖昧
に設定点を決定するブロックにしてもよい。したがって
例えば、ネットワークが、検地された「絨毯」状態に対
応する＋１、検地された「堅い床」状態に対応する−
１、のような出力を供給せず、ネットワークがその出力
端子の各々において、中間値、例えば、ある出力端子に
は＋０．５、他の出力端子には−０．５（和がゼロにな
る）を供給する。出力端子４１は１と０の中間の値も有
する。このようにした場合、設定点生成ブロック５０
は、曖昧に設定点を発生するブロックにした場合、ニュ
ーロンネットワークの出力値４１を考慮すると同時に、
上述した２つの規則を適用し、評価されたニューロンネ
ットワークの出力値に対応する、２個の評価された設定
値間に挿入された値を供給するように、設定点の決定を
つりあわせる。例えば、設定値は６０と８０ミリバール
との間にある内挿された値となる。

【００７８】したがって曖昧設定点生成ブロックは、ニ
ューロンネットワークの出力値を流動的に解釈する。

【００７９】圧力の振幅の設定値を塵埃室の入口に適用
するということは、各々の掃除すべき床がもっとも好適
な圧力で掃除されることを保証する。なぜなら、図３Ａ
及び３Ｂの曲線は塵埃室の入口以外の場所における検出
が多少変化された結果を与えてしまうことを示している
からである。

【００８０】本発明によれば、この様な制御は実際にた
だ１個の検出器、上述した実施例では入口圧力検出器の
みによって行うことができ、床の種類の検出と圧力設定
点の決定とを同時に行うことができる。上述したよう
に、既知の掃除機は、これらの２つの機能を行うのに２
個の異なった圧力検出器の使用に必ず基づいていた。本
発明により、この２つの機能を、１個の圧力検出器によ
る経済的な方法によって実現することができる。さら
に、ニューロンネットワークにおいて、塵埃室の入口及
び出口間の圧力差ＰＭ′−ＰＭを表す信号３３を考慮す
ることにより、分類の信頼性を改善することができる。

【００８１】本発明によりさらに、検出と、したがって
設定値の制御とを、吸口での電気ブラシの使用と独立し
て行うことができる。

【００８２】平均圧力の振幅のこのような設定値５１を
制御器６０に供給し、設定点信号５１とその瞬間に塵埃
室の入口において得た平均圧力の振幅ＰＭ３２とを比較
し、塵埃室の入口において圧力が圧力設定値に正確に調
整又は維持されるように、主モータの電気出力を制御す
るための信号６１を供給する。

【００８３】他方で、ニューロンネットワーク又は分類
ブロック４０の出力端子４１を、床種類の関数として直
接変換によって、吸口４に位置する電気ブラシのモータ
出力のための設定値７１を決定する第２設定点生成ブロ
ック７０に接続してもよい。

【００８４】この設定点７１は次のような簡単な規則に
よって確立される。「絨毯」状態が検知された場合、副
モータをオンに切り換える命令を与え、「堅い床」状態
が検知された場合、副モータをオフに切り換える命令を
与える。

【００８５】あるいはまた、曖昧に設定点を生成するブ
ロック７０を、ブラシモータに対して最大出力とゼロの
間の中間出力レベルを与えるために使用してもよい。

【００８６】本発明の他の実施例において、設定点生成
ブロック５０及び７０を、圧力に関する１個の入力端子
と、床種類に関する１個の入力端子との２個の入力端子
のみを有する小型の１個の設定点生成ブロックを形成す
るように構成する。この変形例は図示しない。さらに、
この小型の設定点生成ブロックを再び曖昧に設定点を生
成するブロックとしてもよい。

【００８７】図２において、上述したような手段を設け
た掃除機に、さらに順次命令システム６５を設けた。こ
のシステム６５は、図４の論理図にしたがって機能す
る、有限状態ユニットを形成する。

【００８８】この順次命令システム６５は、適当な継続
時間の時間窓Ｔにおいて、適当な順序で、前処理手段３
０、分類手段４０、設定点生成手段５０及び制御手段６
０を駆動する。

【００８９】ニューロンネットワーク４０を製造する際
には、本発明による掃除機の動に対する学習を予め実行
する。この学習過程を以下に説明する。

【００９０】本発明によるニューロンネットワークを構
成するために、最初に主モータの出力や塵埃室の詰め込
み度合いとは無関係に、床種類を認識するための適当な
学習を行うと共に、テストを行いニューロンネットワー
クのシナプス係数を決定する。

【００９１】学習は次のような段階を含む。 （１）ファン２３の主モータ２２を最初に一定の電気出
力に制御する。第１圧力検出器１４及び第２圧力検出器
２４から与えられたデータを、吸口の前方及び後方スト
ロークを伴う次のような状況に対する実際の使用中に記
録する。 （１ａ）異なった床種類に対して。 （１ｂ）塵埃室の異なった詰め込み度合いに対して。 （２）ファン２３の主モータ２２を第２電気出力におい
て制御し、その後異なった他の一定の電気出力において
制御し、第１及び第２検出器によって与えられるデータ
を次の各時間において再び記録する。 （２ａ）前記と同じ異なった床種類に対して。 （２ｂ）前記と同じ塵埃室の異なった詰め込み度合いに
対して。

【００９２】このような目的に対し、異なった床種類
と、必要なら塵埃室１０内に配置してもよい塵埃袋１２
の塵埃による異なった詰め込み度合いに対する標本を用
いる。床種類の標本として、多少短い毛を有し、僅かに
堅い厚い絨毯から、堅くて滑らかな床に及ぶある数の床
種類に対して測定を行う。

【００９３】学習を実行するためのこれらの測定の条件
を図３Ａ及び３Ｂにすでに示した。

【００９４】これらの測定は、重要で基本的なデータを
形成する。次に適切な係数を設けたニューロンネットワ
ークを使用してテストを行い、学習におけると同様な状
況下での床種類を認識する能力を確認する。したがって
ニューロンネットワークは、遂には、主モータの電気出
力に係わりなく、塵埃室の詰め込み度合いに係わりな
く、認識することができるようになる。

【００９５】本発明による掃除機は、床種類の認識と電
気モータ出力の制御とを、これらの状況のもとに実現さ
れたニューロンネットワークと順次命令システムとによ
って、後述するように行うことができる。

【００９６】床種類認識動作について説明する。ニュー
ロンネットワークによる学習動作において上述したよう
に、床種類の認識を一定の主モータ出力において行わな
ければならない。

【００９７】主モータの制御器６０は、したがって床種
類認識動作の間、作動しないでいるべきである。

【００９８】要するに、床種類認識動作は、この場合で
は掃除している間の使用者による吸口を前に押したり引
いたりする前方及び後方ストロークによって起こる塵埃
袋の入口における圧力の振幅の振動である振動の検出に
基づく。

【００９９】振動を示している信号がニューロンネット
ワークの入力端子に供給され、この振動が主モータの電
気出力の変化によるものである場合、この制御器６０に
より変化した電気出力を、一定の電気出力において学習
が行われたニューロンネットワーク４０が、実際には吸
口が絨毯に全然接触していないかもしれないのに、「絨
毯」状態に対応する信号であると解釈してしまうであろ
うことは明らかである。

【０１００】順次命令システム６５は、このような問題
を解決することができる。

【０１０１】この有限状態ユニットの種々の状態（図４
中にＥ１、Ｅ２、Ｅ３及びその他で示す）は、次のよう
なものである。 状態１／準備段階Ｅ１では、圧力や時間やその他のよう
な変数をゼロにリセットする。 状態２／この段階の間は、ファジー制御器を作動して、
測定点１５における圧力の振幅を所定の初期値にし、床
種類を認識する準備をし、ニューロンネットワーク４０
は停止している。 状態３／この段階の間、床種類は未知であり、ファジー
制御器６０はここでは作動せず、即ち圧力の平均の振幅
をそのままの値、即ち前述の状態２においてしたレベル
に保ち、前処理ブロック３０は作動し、持続時間又は窓
Ｔ３＝２秒の間、データを記憶する。２秒の持続時間Ｔ
３は、平均的な使用者によって掃除が行われている間の
検出すべき床種類上での吸口の方向の前方及び後方スト
ローク間の少なくとも１回の変化を含むように選ばれ、
その後、ニューロンネットワークを作動し、その解析動
作を開始する。

【０１０２】「絨毯」及び「堅い床」の２つの状況のみ
を検出しようとする仮定に基づいた本発明の本実施例の
構想の範囲内では、考えられる２個の入力端子は相補な
ので、ニューロンネットワーク４０は常に表示を与え
る。

【０１０３】この状態の最後に、したがって、床種類を
検出し、システムは次の状態に進む。

【０１０４】状態４／制御であり、この段階の間は、状
態３で検出した床種類に対応した圧力の平均の振幅のた
めの新しい設定点５１を設定点生成ブロック５０の出力
端子において得ることができ、制御器６０の入力端子に
供給する。したがって、制御器６０は作動し、同時にニ
ューロンネットワーク４０は停止する。

【０１０５】あるいは、電気ブラシが存在するなら、命
令７１がブラシモータのために設定点生成ブロック７０
の出力において得ることができ、この電気ブラシをオン
又はオフに切り換える。

【０１０６】状態４の制御時間Ｔ４は、システムを必要
以上に長く制御状態にしておかないために、例えば３秒
に制限される。

【０１０７】通常の動作では、塵埃室の測定点１５にお
ける圧力の平均の振幅の正しい値が、２から３秒内で得
られる。

【０１０８】点６１（図２）において、制御器６０は、
モータに与えるべき出力差Δを表す信号を供給し、塵埃
室の測定点１５における圧力ＰＭの誤差σを減少させ
る。各々の圧力値３２を制御器６０によってメモリに格
納し、出力差Δを、圧力誤差σが十分に減少されるま
で、徐々に供給する。その理由は、制御器はその入力端
子に圧力３２を受けるからである。

【０１０９】制御器はモータ出力に作用し、それは塵埃
室の測定点における圧力を、電源電圧と無関係に調整す
ることを意味する。

【０１１０】本システムは、状態４が始まって、その前
に存在する塵埃室の測定点における圧力の平均の振幅が
状態４の開始時に決定した設定値にすでに等しいか、数
ミリバール以下の誤差σしか含まないと、すぐに次の状
態に入る。

【０１１１】要するに、幾つかの理由のために、誤差σ
を０とするのが目的ではない。第１には、待ち時間が長
すぎることである。第２には、振動が平滑化されてしま
う恐れがあることである。したがって、この状態中に堅
い床上で±２ミリバールの誤差を維持し、絨毯上で、絨
毯上の振動の振幅のほほ半分に相当する±６ミリバール
の誤差を維持することが適切であると考えられる。

【０１１２】状態５／この状態は同時に、モータ出力制
御器６０を停止し、ニューロンネットワーク４０を停止
する間の待機状態である。

【０１１３】この状態において、本システムはモータ２
２の最新の動作がその効果を与え終わるまで待機し、検
出器１４及び２４によって与えられた信号の解析、即
ち、床種類の考えられる変化に対応する塵埃室の測定点
における圧力中の考えられる変化の解析を再開するよう
にする。

【０１１４】即ち、状態４が終了していないときに、モ
ータの電気出力が制御器６０によってちょうど修正され
る場合もある。更に、全体のシステムが時定数を含むこ
とを考慮すべきである。モータのみのために、この時定
数を０．３秒程度にし、安定時間を１秒程度にする。待
機時間はしたがって、塵埃袋の詰め込み度合いに依存し
て０．８から１．５秒となる。この時間の間、塵埃室の
測定点における負圧は、モータの電気出力に負わされる
変化によって僅かに変化するように見えるかもしれな
い。

【０１１５】したがって、電気モータ出力がちょうど変
化した場合には、状態５には待機時間が含まれる。

【０１１６】他方で、電気モータ出力が状態４中に制御
器６０によって変化しなければ、又は、モータ出力が所
定の時間、例えば０．９秒より長い、又は等しい位相Ｔ
（持続時間）の間不変であるなら、システムは待機状態
のままである。したがって、待機状態５は所定の持続時
間を有するようになり、その最大値はモータに負わされ
た電気出力中の最新の変化から計算された、例えば最大
０．９秒をなる。

【０１１７】状態６／解析であり、この状態は状態３に
比すべきものであり、制御器６０は停止し、測定は検出
器によって２秒間の時間窓中に行われる。この時間窓
中、使用者が掃除することによって吸口が床の上を前進
及び後退する間の運動方向の変化のみに振動が生ずると
みなすことができる。この解析の２秒間の後、前処理ブ
ロック３０は、３つの値３１、３２及び３３を供給し、
ニューロンネットワーク４０が作動する。

【０１１８】ニューロンネットワーク４０の出力を、設
定点生成ブロック５０に供給する。

【０１１９】設定点生成ブロックの出力に関し以下の２
つの場合がある。第１の場合は設定点は変化せず、シス
テムが状態４、５及び６を循環するため、過程は加速さ
れるかもしれない。

【０１２０】要するに、使用者が数分間同じ種類の床上
に居つづけると（これは普通の状況である）、この同じ
床種類上での掃除の持続時間を通じて圧力の平均の振幅
に関する設定点は変化しないであろうということに気づ
くべきである。したがって制御器６０に変更を加える必
要はない。したがって状態４又は状態５に止まらず、直
接状態６に進む。

【０１２１】言い換えれば、床種類が変わらない間は、
システムは解析状態６のままであり、循環持続時間は多
くて解析の持続時間Ｔ６、即ち２秒である。

【０１２２】第２の場合は、システムが状態４に戻る前
に設定点を変化させる場合である。

【０１２３】一般に、本システムは床種類の認識に関
し、多くて、状態４において３秒、状態５において０．
９秒、そして状態６において２秒の時間を必要とする。
これは出力の制御又は調節があるという仮定に対して５
秒から６秒の合計時間を与え、これは本システムが本実
施例において床種類を５から６秒毎に認識する能力があ
ることを意味する。

【０１２４】使用者が床種類を変更するとすぐに、本シ
ステムは新しい圧力設定点を計算し、この設定点を達成
するように制御器６０を介してモータ出力を調節する。
この圧力が達成された瞬間、制御器６０はもはやモータ
２２の出力を変化させず、システムは解析段階６に止ま
る。

【０１２５】ニューロンネットワークが床種類の変化を
計算するときはいつも、その出力信号４１を設定点生成
ブロック５０に供給するだけでなく、ブラシモータのた
めの設定点生成ブロック７０にも供給し、その出力端子
７１は新しい設定点をブラシモータに供給する。

【０１２６】本システムの利点は、使用者が前後の運動
を止めた場合、又は主モータを消し忘れた場合にも、シ
ステムが自動的に、その全ての結果（もし当てはまるな
ら、塵埃室の測定点における圧力が低く、ブラシモータ
を消す）を伴う「堅い床」の位置に入ることである。

【０１２７】本システムの他の利点は、もし使用者が掃
除機をちょっとの間吸口を床から離しておくと、システ
ムがシステム自体をすぐに「絨毯」状態にすることであ
る。この状態は、しかしながら、システムが直ぐに動き
がないことを検知し、その結果として経済的な「堅い
床」状態に切り換えるため、持続しない。

【０１２８】使用されるブラシの構造に応じて、「絨
毯」状態に対する圧力設定点を「堅い床」状態に対する
圧力設定点よりも低い値に設定することもできる。

【０１２９】前処理、分類、設定点生成、制御及び順次
の制御の構造の実施例について記述する。 前処理ブロ
ック３０、ニューロンネットワーク４０、設定点生成ブ
ロック５０、制御ブロック６０、及び順次ブロック６５
を１個のマイクロプロセッサに集積する。順次ブロック
は、前段ブロックの作動及び停止を、接続６６（前処理
ブロック３０への命令）、６７（ニューロンネットワー
ク４０への命令）、６８（設定点変更５０に関する命
令）、及び６９（制御器６０への命令）を通じて命令す
る。このマイクロプロセッサは、設定点生成ブロック７
０も具えることもできる。

【０１３０】図２において、本発明による装置は、接続
ライン３６によって掃除機本体１に接続されたブロック
８０を具えてもよく、このブロックは、絨毯又は堅い床
に関係する設定点５１のレベルを手動命令８１によって
変更し、ブラシのオンとオフとの切替えを手動命令８２
によって行うことを可能にする。設定点生成ブロック５
０及び、あるいは又は７０に各々加えられるこれらの変
化は、状態４及び５（図２中のＥ４及びＥ５）のみに対
して行い、解析に干渉しないように状態６には行わな
い。

【０１３１】本発明による床種類検出器を構成する圧力
検出器を、塵埃室の入口において位置するのが好適であ
ることに注意されたい。したがって、フィルタとして作
用する塵埃袋を含む塵埃室やフィルタＦ１による妨害は
除去される。一度圧力設定点５１が決定されれば、シス
テムは塵埃室のこの同じ入口側の圧力を維持するように
機能する。これは、塵埃袋がどんな詰め込み度合いで
も、モータがどんな特性でも、どんな電源電圧でも、ど
んなその他の状況でも、モータ出力レベルを種々に調節
することによって達成される。制御動作のために、モー
タ出力を、所定の床種類に対応する塵埃室の入口におけ
る所定の圧力が達成されるように、異なった値にするこ
とができる。他の状況（塵埃袋の中身、モータ、電源）
にかかわりなく正しい動作圧力が確実に得られるので、
非常に高い掃除能力が得られる。

【０１３２】さらに、掃除機にはそれぞれ皆、動作にお
いて３つの困難な状況が存在することは、当業者には既
知である。

【０１３３】１番目の困難な状況について記述する。こ
れは吸口が紙又は布の断片を捕らえ、塞がれた状況であ
る。流量はそのとき最少になる。このような状況のもと
で、既知の掃除機において、モータは最大出力で作動す
るであろう。最大出力で作動しているモータは不都合で
ある。第１にうるさい。第２に、ホースが塞がれている
ため、モータはもはや冷却されない。その結果加熱して
しまう。本発明により、この不都合は自動的に回避され
る。流量が減少すると、測定点における負圧が増加し、
したがってこの負圧に対する最大設定値、例えば絨毯に
対応する値より大きくなる。圧力誤差σはこのような状
況のもとで増加し、システムは、測定点における負圧を
許容しうる最大設定値に戻すために、上述したように、
モータ出力を漸進的に減少するために、制御状態に入
る。さらに、本発明によるシステムはサイクルＥ４／Ｅ
５／Ｅ６の終わりには前進−後退の変化を検出せず、モ
ータ出力を、測定値における圧力が堅い床に対する設定
値、即ち低い負圧に等しくなるまで、さらに減少させ
る。この期間は、使用者が紙の断片又は他の何かが吸口
を塞いでいるかどうかを確認するのに必要とする時間に
等しい。この物体はしたがって、あまりしっかりとは入
り込まない。

【０１３４】２番目の困難な状況について記述する。こ
れは使用者が吸口を床から離したままにしている状況
で、使用者が掃除機を２、３分スイッチをオフにしない
で置き去りにした場合に実際にいつも起こる。吸口が空
気中にある間、ホース内の流量は増加し、塵埃室の測定
点における負圧は減少し、最低設定点より下になってし
まう。制御器６０はしたがって、入口における真空度を
増す目的を持ってモータ出力を増加させる傾向になる。
このような場合、上述したような不都合である、モータ
が最大出力となる危険が存在する。

【０１３５】したがって本発明によって、流量制限手段
を掃除機内の流量を制限するために設け、この流量が所
定の値を決して越えないようにする。この手段は測定点
２５における圧力に応答し、すなわちモータが、この負
圧に接近するときに、所定の限界値より低下させるもの
である。

【０１３６】これらの手段は、検出器１４によって測定
された圧力と検出器２４によって測定された圧力差とに
基づく測定点２５における圧力のための計算手段と、モ
ータ出力に対し、測定点２５に関し予め記憶された圧力
制限値として機能する制御手段とから成る。これらの手
段によって、モータ出力は制御器６０の動作と独立に減
少し、測定点２５における圧力を記憶された制限内に保
つようにし、掃除機ホース内の流量を状況と独立に制限
する。この流量制限値付近での振動を避けるために、ヒ
ステリシスを与えることもできる。

【０１３７】このようにして２つの困難な状況は解決法
を与えられた。本発明のような構成をとらないで、流量
制限手段のみを用いただけでは、掃除機内の詰まり物の
ための不都合を取り除くことはできないが、種々の手段
の組み合わせによって、すべての困難な状況に対する解
決法が導かれる。

【０１３８】３番目の困難な状況について記述する。本
発明により、絨毯又は堅い床の決定を行うのに最も重要
な情報は、図３Ｂの曲線で示す圧力振動に関するもので
ある。大きい振動が発生した場合はいつも、例えば、吸
口が絨毯から堅い床へ丁度通過した瞬間か、又はなにか
他の急激な動きが使用者によって引き起こされた瞬間に
は、実際には吸口が堅い床上にあるのに、システムが絨
毯状態を検出しがちであり、システムが最終的に堅い床
を検出するための新しい解析を行う次のサイクルを待つ
必要がある。このような正しい決定が成される瞬間は、
測定点における負圧を減少させ、ブラシをスイッチオン
する決定を行う瞬間だけである。この問題を避けるため
に、即ち、ブラシをスイッチオンし、吸気口において負
圧が上昇する第１状態「絨毯」から堅い床に対する最も
好適な動作状態を得るために、前処理ブロック３０にニ
ューロンネットワークへ供給する信号の基礎となる圧力
差ΔＰの方向を選択する手段を設ける。したがって、圧
力の振幅における差ΔＰの計算に関して最高値γが最低
値εより前に検出された場合、前処理ブロックはこの最
高値を拒否し、ΔＰの計算を行うために、次の方向の変
化を待つ。この計算はしたがって、常に最低値εの次に
最高値γが現れるときに行われる。吸口が持ち上げられ
た場合、例えばシステムがしたがって中間状態絨毯を検
出しない場合、好ましくないが、適当な圧力変化が得ら
れるようにちょっとの間待機する。この解決法により、
吸口が持ち上げられたときシステムが絨毯状態を検出
し、ブラシがオンに切り換えられたままで危険であると
いった問題は取り除かれる。

【０１３９】同じ種類の困難な状況は、上述したところ
とは反対に、使用者が吸口を床に対して乱暴に押しつけ
た場合に発生するかもしれない。第１解析サイクルの間
に検出された床種類にかかわりなく、絨毯状態がそのと
き検出される。

【０１４０】本発明によるシステムはこのような事実
を、このときブラシがオンに切り替わっていても危険は
なく、この状態は長くて２、３秒で終わるので考慮して
いない。したがって、本システムは、次のサイクルにお
いて修正の決定を自動的に行う、即ち絨毯状態を維持す
るか、又は堅い床状態になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは主な構成要素と２個の圧力検出器とを設け
た本発明による掃除機の内部を示す線図であり、Ｂはホ
ース及び吸口を備えつけたこの掃除機の外観を示す線図
である。

【図２】掃除機と、ファンの主モータ及び吸口のブラシ
の副モータを制御するための圧力検出器からの信号を処
理する手段とのブロック図である。

【図３】Ａは「絨毯」床種類上の、塵埃室が異なった詰
め込み度合いでの、主モータが一定出力での、第１及び
第２圧力検出器の信号を示すグラフである。Ｂは３つの
異なった床種類に対する、一定のモータ出力で塵埃室が
同じ詰め込み度合いでの、第１及び第２圧力検出器の信
号を示すグラフである。

【図４】主モータの制御のための順次命令システムの遂
行において行われる状態を示す線図である。

【符号の説明】

１ 掃除機本体 ２、３、５ ホース ４ 吸口 １０ 塵埃室 １１ 吸気口 １２ 塵埃袋 １３ 回り継ぎ手パイプ １４ 第１圧力検出器 １５、２５ 測定点 １７、２７ たわみ管 ２０ ファンハウジング ２１ 排気口 ２２ モータ ２３ ファン ３０ 前処理手段 ４０ 分類手段 ５０、７０ 設定点生成手段 ６０ 制御手段 ６５ 順次命令システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス アントニウス セオドルス ド リッセン オランダ国 7912 ヴェーアー ニューウ エルロールド リング 28−アー

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気口（１１）及び排気口（２１）を設
   けた掃除機本体と、吸口を設け掃除機本体の吸気口に結
   合したホースとを具え、前記掃除機本体が吸気口（１
   １）と主連通する塵埃室（１０）と、主モータと呼ばれ
   る電動機（２２）によって駆動されるファン（２３）を
   収容し、前記塵埃室（１１）及び前記排気口（２１）に
   連通するハウジング（２０）とを具え、 掃除している床種類の特徴を検出する手段と、これらの
   特徴を処理する前処理手段（３０）と、 掃除している床種類を検出した特徴の関数として分類す
   る手段（４０）と、 床種類の分類の関数として負荷圧力設定点を決定する設
   定点生成手段（５０）と、 この設定点を保持するように前記主モータの出力を制御
   する手段（６０）とを具える掃除機において、 前記検出手段が、測定点（１５）が塵埃室の吸気口（１
   １）の方を向いており、掃除されている床の性質の特徴
   の変化を示す信号を供給する圧力検出器（１４）を具
   え、 前記分類手段（４０）が、掃除されている床を認識し、
   分類するニューロンネットワークを具え、 前記前処理手段（３０）、前記分類手段（４０）、前記
   設定点生成手段（５０）及び前記主モータ制御手段を、
   適当な時間間隔の間に、所定の順序で自動的に作動させ
   る順次命令システム（６５）を具える掃除機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の掃除機において、前記
   圧力検出器の信号が一方で、最高値（γ）及び最低値
   （ε）が掃除している間の床の上の吸口の前方ストロー
   ク及び後方ストロークに各々対応し、これらの最高値及
   び最低値間の差（ΔＰ）が掃除されている床の種類に依
   存して変化する擬似周期的な振動を示すように構成し、
   この信号が他方で、前記最高値（γ）及び最低値（ε）
   の振幅の間に存在し、掃除されている床の種類と共に変
   化する振幅の平均値（ＰＭ）を有し、前記ニューロンネ
   ットワーク（４０）が掃除されている床の種類を、床種
   類検出器の信号の、前記最高値及び最低値間の差（Δ
   Ｐ）及び前記平均振幅（ＰＭ）の複合関数として決定す
   ることを特徴とする掃除機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の掃除機におい
   て、塵埃室（１２）の吸気口で測定した気圧（ＰＭ）と
   排気口で測定した気圧（ＰＭ′）との差の関数である信
   号を供給するための第２圧力検出器（２５）を具え、前
   記ニューロンネットワーク（４０）が掃除されている床
   の種類を、第１圧力検出器（１４）の信号の特徴（ΔＰ
   及びＰＭ）と、第１及び第２圧力検出器の平均振幅の差
   （ＰＭ′−ＰＭ）との複合関数として決定することを特
   徴とする掃除機。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の掃除機におい
   て、前記前処理手段（３０）がその入力端子に第１圧力
   検出器（１４）又は床種類検出器によって供給される信
   号（１６）を受け、前記前処理の結果として、 吸い込み流路において第１圧力検出器（１４）によって
   測定された圧力の前記平均値（ＰＭ）の関数である第１
   信号（３２）と、 吸い込み流路において第１圧力検出器（１４）によって
   測定された圧力の振動の最高値（γ）及び最低値（ε）
   間の差（ΔＰ）の値の関数である第２信号（３１）とを
   前記ニューロンネットワーク（４０）に供給し、前記前
   処理手段（３０）が、もし望むなら、前記第２圧力検出
   器から供給される信号（２６）を受け、 塵埃室の吸気口及び排気口間の圧力における平均値の差
   （ＰＭ′−ＰＭ）の関数である第３信号（３３）を前記
   ニューロンネットワーク（４０）に供給することを特徴
   とする掃除機。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の掃除機において、前記
   前処理手段が、前記第２信号（３１）を、示された最初
   の最低値（ε）と、この最低値に続く最高値（γ）とを
   考慮する一方前記最初の最低値より前に現れた最高値を
   無視した振幅の差の値（ΔＰ）の関数として計算するこ
   とを特徴とする掃除機。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の掃除機におい
   て、設定点生成手段（５０）が、前記第１圧力検出器
   （１４）の信号の前記平均振幅（ＰＭ）に関する設定値
   （５１）を、吸い込み圧力を計算された床種類の関数と
   して適当な方法で制御するように、計算された床種類の
   関数として決定し、前記制御手段（６０）が、設定値
   （５１）と、第１圧力検出器によって測定された平均圧
   力（３２）の測定とを比較し、第１圧力検出器の信号の
   平均振幅（ＰＭ）が設定値（５１）に到達するのを可能
   にする電気出力に対する制御値（６１）を決定すること
   を特徴とする掃除機。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   掃除機において、吸口において配置された電気ブラシ
   と、このブラシのモータの電気出力を計算された床種類
   の関数として制御する手段（７０）とを具えることを特
   徴とする掃除機。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の掃除機において、前記
   ブラシモータの出力の制御手段が、ニューロンネットワ
   ークによって供給される検出された床種類の関数の直接
   変換によってブラシモータの電源電圧に関する制御値
   （７１）を、吸口において配置されたブラシを検出され
   た床種類に依存してスイッチオン又はスイッチオフする
   出力を供給するように決定するための設定点生成ブロッ
   ク（７０）を具えることを特徴とする掃除機。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
   掃除機において、順次命令システムが少なくとも以下の
   状態、即ち、 時間Ｔ４の間にモータの電気出力の制御を行い、 前記制御手段（６０）が作動状態で、 前記分類手段（４０）が非作動状態である状態４と、 構成要素の時定数を考慮して、時間Ｔ５の間に前段状態
   がその効果を与え終わるまで待機する状態５と、 掃除している間、床上での吸口の方向の変化を少なくと
   も１回含む時間Ｔ６の間に解析し、 前記制御手段（６０）が非作動状態で、 前記前処理手段（３０）が作動状態で、 前記ニューロンネットワーク（４０）が作動状態で、 前記設定点生成手段（５０）が作動状態で、 第１圧力検出器（１４）の平均圧力振幅に関する新しい
   設定点（５１）及び、あるいはブラシモータに関する設
   定点（７１）を決定するか、又は設定点（５１及び７
   １）を変更しないままにしておくようにし、その結果と
   して、もし設定点（５１及び７１）が変更されなかった
   場合は、状態４と次の状態５に戻る状態６との状態を含
   む有限状態ユニットであることを特徴とする掃除機。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項に記載
    の掃除機において、ニューロン分類ネットワーク（４
    ０）が、掃除すべき床の２つの異なった表面状態である
    状態「絨毯」及び状態「堅い床」の検出に対応する２つ
    のクラスをその出力端子に供給することを特徴とする掃
    除機。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項に記
    載の掃除機において、モータ出力を制御手段（６０）の
    動作とは独立に、掃除機内に配置した圧力検出器のうち
    の１個によって検出された平均圧力の関数として制限す
    る流量制限手段を具えることを特徴とする掃除機。