JPH078675A - 洗濯機の布質判断装置及び判断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は布質判断装置及び方法に関し、洗濯
物の布質を感知して布質信号を分析し、この信号が意味
のある信号か又は雑音かを判断し、意味のある信号のと
きこの布質信号に応じて洗濯機の回転速度を制御し、洗
濯物の布質損傷を最少に抑えることを目的とする。 【構成】 洗濯物の布質による衝撃量から洗濯物の布質
を感知して布質信号を発生させる布質感知部と、布質感
知部から出力される布質信号を分析して、この布質信号
が意味のある信号か雑音かを判断する相関係数を出力す
る相関係数演算部と、相関係数演算部から出力される相
関係数により現在入力されている布質信号が意味のある
信号と判断すると、この布質信号に応じて洗濯機の回転
速度を制御するマイクロプロセッサーとから構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は洗濯機に関するもので、
詳しくは洗濯物の布質信号を分析して、この布質信号が
意味のある信号か又は雑音かを判断し、この布質信号が
意味のある信号だと判断すると、この感知された布質信
号に応じて洗濯機の回転速度を制御することにより、洗
濯物の布の損傷を最少に抑える洗濯機の布質判断装置及
び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗濯機の布質判断装置は洗濯物の
量と、洗濯槽のどの方向に傾くかの程度に応じて発生す
る布質信号を感知し、この感知された布質信号は比較器
を通じて基準信号より大きいか又は小さいかを比較し
て、この比較結果に応じて洗濯物の布質を判断してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、洗濯物
は多様な布質の服地が混在しているため正確な洗濯物の
布質判断が不可能であり、単に柔らかい布質とごわごわ
の布質等の概略的な布質のみが判断され、この感知され
た布質信号で洗濯機を制御するため洗濯物の布質損傷を
完全に排除し得ない問題点があった。

【０００４】従って、本発明は上述の問題に鑑みてなさ
れたもので、洗濯物の布質を感知した布質信号を分析
し、この信号が意味のある信号か又は雑音かを判断し、
この布質信号が意味のある信号であると、この布質信号
に応じて洗濯機の回転速度を制御することにより、洗濯
物の布質損傷を最少に抑える洗濯機の布質判断装置及び
方法を提供することをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、洗濯物の布質
による衝撃量から洗濯物の布質を感知して布質信号を発
生させる布質感知部と、前記布質感知部から出力される
布質信号を分析して、この布質信号が意味のある信号か
雑音かを判断する相関係数を出力する相関係数演算部
と、前記相関係数演算部から出力される相関係数により
現在入力されている布質信号が意味のある信号と判断す
ると、この布質信号に応じて洗濯機の回転速度を制御す
るマイクロプロセッサーとから構成される。

【０００６】

【作用】このように構成された本発明の洗濯機の布質判
断装置は洗濯物の布質を感知する布質信号を分析して、
この布質信号が意味のある信号であるとき、この布質信
号に応じて洗濯機の回転速度を制御することにより、洗
濯物の布質損傷を最少に抑える。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説
明する。図１は本発明が適用される洗濯機の概略的な構
造を示す断面図及び本発明による洗濯機の布質判断装置
を示すブロック構成図である。本図に示すように、本発
明が適用される洗濯機は、脱水槽１１と外槽１２との二
重構造によりなる洗濯槽１と、ベルトを通じて伝達され
たモーター３の回転力を洗濯槽２に伝達するクラッチ４
と、前記クラッチを通じて伝達されたモーター３の回転
力で洗濯槽１内の洗濯物２を回転させる攪拌機５とから
構成される。

【０００８】そして、本発明による布質判断装置は、洗
濯物２の布質に応ずる衝撃量から布質を感知して布質信
号を発生させるために攪拌機５とクラッチ４との間に設
置される布質感知部６と、この布質感知部６から出力さ
れる布質信号をデジタル信号に変換させて布質信号の状
態値（Ｘ（ｎ))を出力するＡ／Ｄ変換器７と、このＡ／
Ｄ変換器７から出力された布質信号の状態値（Ｘ（ｎ))
を分析して相関係数（Ｙ（ｎ))を出力する相関係数演算
部８と、前記相関係数演算部８から出力される相関係数
（Ｙ（ｎ))に応じて入力される布質信号の状態値（Ｘ
（ｎ))が意味のある信号と判断すると、この布質信号の
状態値（Ｘ（ｎ))に応じてモーター３の回転力を制御す
るために布質６の出力側に設置されるマイクロプロセッ
サー９とから構成される。

【０００９】前記布質感知部６は、図２に示すように、
攪拌機５の回転により回転する洗濯物２より衝撃を受け
る補助攪拌機６１が攪拌機５の中央に設置され、この補
助攪拌機６１が洗濯物２より受けた衝撃を伝達し、この
伝達された衝撃量に応じて弾性力を与えるスプリング６
２が補助攪拌機６１の下部に設置され、このスプリング
６２の弾性力を伝達するスプリングバー６３はこのスプ
リング６２の下部に設置される。そして、このスプリン
グバー６３を通じて伝達された弾性力に応じて同じ大き
さの弾性力を与えるスプリング６４がスプリングバー６
３の端部とクラッチ４の溝内部とに設置され、このスプ
リング６４の弾性力を電気的信号に変換して洗濯物の布
質信号を出力させる磁気センサー６５がスプリング６４
の両側に設置され。

【００１０】前記スプリング６４の代わりに、図３に示
すように、スプリングバー６３を通じて伝達された弾性
力により電流の流れを制御して磁場を発生させるマグネ
ット６６を設置することもできる。前記相関係数演算部
８は、図５に示すように、分析対象となる布質信号の状
態値（Ｘ（ｎ))を時間について順次的にスイッチングし
て出力させるスイッチング部８１と、前記スイッチング
部８１から出力される状態値をエンベディング次元（Ｅ
Ｄ）と遅延時間（ＤＬ）に応じて選択する状態値選択部
８２と、前記状態値選択部８２から選択された２つの状
態値（Ｘｉ)(Ｘｊ）より距離（Ｒｉｊ）を算出して出力
させる距離計算部８３と、前記距離計算部８３から出力
される距離（Ｒｉｊ）と既に貯蔵された距離インデック
ス（ｄｉ）とを比較して、与えられた距離条件に適合し
た距離インデックスに当たる相関和（Ｃ（ｒ))を出力す
る相関和計算部８４と、前記相関和計算部８４から出力
される相関和（Ｃ（ｒ))の適宜な変曲点を判別する判別
部８５と、前記判別部８５から出力される変曲点を連結
した線分の勾配を算出して相関係数（Ｙ（ｎ))を出力す
る勾配計算部８６と、入力されるクロック（ＣＬＫ）、
イネーブル信号（ＥＮ）、エンベディング次元（Ｅ
Ｄ）、遅延時間（ＤＬ）により前記スイッチング部８
１、状態値選択部８２、距離計算部８３、相関和計算部
８４、判別部８５を制御する信号が出力される制御部８
７とから構成される。

【００１１】ここで、この状態値選択部８２は一対のレ
ジスターにより構成され、前記判別部８５の他の入力側
には外部で最適な変曲点を入力させる設定部８８が連結
されている。このように構成された本発明の洗濯機の布
質判断装置を制御する布質判断方法は、図７に示すよう
に、洗濯槽内に洗濯水を投入した後、モーターを駆動し
て洗濯物を所定時間回転させながら洗濯物の布質を感知
して布質信号を発生させる第１過程と、前記第１過程か
ら出力された布質信号を受けて、この布質信号が意味の
ある信号か雑音かを判断するためにこの布質信号の相関
係数を演算する第２過程と、前記第２過程から出力され
る相関係数を用いて、この布質信号が意味のある信号で
あるとき、この布質信号に応じてモーターの回転力を制
御する第３過程とからなる。

【００１２】このように構成された本発明の布質判断装
置及び方法の作用を図１〜図７に基づいて説明する。先
ず、洗濯槽１内の脱水槽１１に洗濯物２を投入し、洗濯
モードを選択すると、この洗濯槽１内では所定量の給水
が行われる。次いで、モーター３が駆動されると、この
モーター３から発生された回転力はクラッチ４を通じて
攪拌機５に伝達され、この回転力を受けた攪拌機５が
正、逆方向に回転する。

【００１３】そして、攪拌機５の回転方向に従って洗濯
物が回転し、この回転する洗濯物２が布質感知部６の補
助攪拌機６１に衝突して攪拌機６１の衝撃量を発生させ
る。即ち、この補助攪拌機６１が洗濯物より衝撃を受け
ると、この補助攪拌機６１が受ける衝撃量に比例する弾
性力がスプリング６２に付与され、このスプリング６２
に付与された弾性力はスプリングバー６３を通じてスプ
リング６４に伝達される。

【００１４】このスプリング６４に伝達された弾性力は
磁気センサー６５を通じて電気的信号に変換されて布質
信号を出力する。しかし、図３に示すように、このスプ
リング６４の代わりにマグネット６６を使用した場合、
スプリングバー６３を通じて伝達された弾性力はマグネ
ット６６に伝達され、この伝達された弾性力によりマグ
ネット６６が磁場を発生し、この発生された磁場は磁気
センサー６５を通じて感知される。

【００１５】例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、
洗濯物の布質が薄く柔らかい場合は、磁気センサー６５
を通じて振幅（ｆ１）の大きい布質信号が感知され、洗
濯物の布質が太くごわごわな場合は磁気センサー６６を
通じて、図４Ｃ及び図４Ｄに示すように、振幅（ｆ２）
の小さい布質信号が出力される。しかし、洗濯物の布質
が混在された場合は、磁気センサー６５を通じて、図４
Ｅに示すように、振幅（ｆ１）と振幅（ｆ２）とが混在
された布質信号が感知される。

【００１６】即ち、多様な布質が混在されている洗濯物
であるほどに磁気センサー６５を通じて出力される布質
信号はより複雑になる。このように複雑な布質信号を分
析して、この布質信号が意味のある信号であるか雑音で
あるかを先ず判断すべきである。この布質信号を分析す
るために、布質感知部６の磁気センサー６５から出力さ
れる布質信号はＡ／Ｄ変換器７に印加され、この布質信
号をデジタル信号に変換して布質信号の状態値（Ｘ
（ｎ))を出力する。

【００１７】そして、この布質信号の状態値（Ｘ（ｎ))
は相関係数演算部８に印加され、この状態値を与えられ
たエンベディング次元（ＥＤ）と時間遅延（ＤＬ）に応
じて選択する。先ず、エンベディング次元（ＥＤ）＝
１、遅延時間（ＤＬ）＝τ＝Δｔである場合を例として
挙げて説明する。

【００１８】この入力された布質信号の状態値（Ｘ
（ｎ))は制御部８７から出力される制御信号に応じてス
イッチングされるスイッチング部８１を通じて状態値選
択部８２に印加される。この入力された状態（Ｘ（ｎ))
の初期状態値をＸ（ｔ０）とすると、この初期状態値
（Ｘ（ｔ０))はスイッチング部８１を通じて状態値選択
部８２に供給され、遅延時間（τ）度に継続して入力さ
れる状態値がスイッチング部８１を通じて状態値選択部
８２に供給される。

【００１９】即ち、前記状態の初期状態値（Ｘ（ｔ０))
が状態値選択部２２に入力され、次いで、遅延時間（ｔ
０＋Δｔ）の状態値（Ｘ（ｔ０＋Δｔ))が入力され、こ
の入力された状態値（Ｘ（ｔ０），Ｘ（ｔ０＋Δｔ))は
制御部８７から出力される制御信号に応じて距離計算部
８３に供給される。前記距離計算部８３では入力される
状態値（Ｘ（ｔ０），Ｘ（ｔ０＋Δｔ))がそれぞれレジ
スターに所定時間貯蔵されてから出力される。

【００２０】前述したように出力される状態値（Ｘ（ｔ
０），Ｘ（ｔ０＋Δｔ))は距離計算部８３を通じて２つ
の状態値（Ｘ（ｔ０），Ｘ（ｔ０＋Δｔ))の距離（Ｒ１
１）を計算し、この際に、エンベディング次元（ＥＤ）
は１であり、遅延時間（τ）はΔｔであるので、距離
（Ｒ１１）は次のような演算により得られる。即ち、距
離（Ｒ１）＝〔Ｘ（ｔ０）−Ｘ（ｔ０＋Δｔ）〕² の演
算により算出される。

【００２１】ここで、この距離（Ｒ１１）は最大値（Ｄ
ｍａｘ）と最小値（Ｄｍｉｎ）又は任意に設定された値
に正規化（ノーマライズ）させて出力する。このように
計算された距離（Ｒ１１）は相関和計算部８４に印加さ
れ、この相関和計算部８４では入力される距離（Ｒ１
１）と既に貯蔵されている距離インデックス（Ｄｉ）と
を比較して、距離（Ｒ１１）＞距離インデックス（ｄ
ｉ）を満足すると、距離インデックス（ｄｉ）を１つず
つ増加させる。

【００２２】即ち、増加された距離インデックス（ｄ
ｊ）は次の式を満足する。 距離インデックス（ｄｊ）＝ｄｉ＋１ 前記のような過程を遅延時間（Δｔ）で実行し、前記ス
イッチング部８１は次の遅延時間が２Δｔである瞬間に
入力される状態値（Ｘ（ｔ０＋２Δｔ))を状態値選択部
８２に供給し、この供給された状態値（Ｘ（ｔ０＋２Δ
ｔ))と初期の状態値（Ｘ（ｔ０))は距離計算部８３を通
じてその２つの状態値の距離（Ｒ１２）を出力する。

【００２３】この出力された距離（Ｒ１２）は相関和計
算部４を通じて、既に貯蔵された距離インデックス（ｄ
ｉ）と比較され、この比較された結果が次の条件（Ｒ１
２＞ｄｊ）を満足すると、距離インデックス（ｄｊ）を
増加させる。前記のような過程を時間遅延により入力さ
れる全ての状態値に対して反復遂行して、増加された距
離インデックスを直径とする円の内部に存在する状態の
数（Ｎｄｊ）が予め決められた最終数（Ｄｍａｘ）に到
達すると、入力される状態値はスイッチング部８１を通
じて状態値選択部２に供給されない。

【００２４】即ち、前記相関和計算部８４を通じて、距
離インデックス（ｄｊ）を直径とする円の内部に存在す
る状態の数（Ｎｄｊ）が最終数（Ｄｍａｘ）に到達する
と、前記制御部８７から出力される制御信号はスイッチ
ング部８１に供給され、この供給される制御信号により
スイッチング部８１が切換され、このスイッチング部８
１の切換により状態値選択部８２に入力される状態値の
供給が遮断される。

【００２５】一方、前記判別部８５は前記制御部２７か
ら出力される制御信号を受けて、入力される距離インデ
ックスを直径とする円の内部に存在する状態の数（Ｎｄ
ｊ）を表すグラフのうち適当な変曲点を有する距離イン
デックス（ｄｉ），（ｄｊ）を選択する。この変曲点
は、判別部８５で既に設定された距離インデックス（ｄ
ｉ），（ｄｊ）を選択するか、使用者が設定部８８を通
じて外部で設定することもできる。

【００２６】前記変曲点を求めるために、前記判別部８
５を通じて距離インデックスが予め設定された場合は、
任意の距離インデックス（ｄｉ），（ｄｊ）のうちどの
１つの距離インデックスを決め、この決められた距離イ
ンデックスと他の任意のインデックスとを連結する線分
との最小距離を満足する距離インデックスを検索し、こ
の距離インデックスが検索されると、この検索された距
離インデックスを変曲点と決める過程が実行されて適宜
な変曲点を決定し、設定部８８を通じて距離インデック
スを決定する場合は、実験的に予め求めた最適な変曲点
を外部で決定する。

【００２７】前記のように決定された変曲点は勾配計算
部８６に供給され、前記勾配計算部８６は距離インデッ
クス軸（ｄ−ａｘｉｓ）とこの距離インデックスを直径
とする円の内部に存在する状態値の数（Ｎｄ）軸とをＸ
−Ｙ座標平面とするとき増加された状態値の数による勾
配を計算する。この際に計算された勾配は次の式により
算出される。

【００２８】勾配＝（ｌｏｇ（Ｎｄｊ）−ｌｏｇ（Ｎｄ
ｉ))／（ｌｏｇ（ｄｊ）−ｌｏｇ（ｄｉ)) 前記のように計算された勾配が布質信号の状態値の相関
係数となり、この相関係数が相関係数演算部８の最終出
力（Ｙ（１))である。前述したように、エンベディング
次元（ＥＤ）が１であり、遅延時間（ＤＬ）がｔである
仮定下で求められた布質信号の状態値の相関係数をポト
ントワイズ方法による相関係数という。

【００２９】前記エンベディング次元（ＥＤ）がｎであ
り、遅延時間（ＤＬ＝τ）がｐΔｔであると仮定する
と、前記状態値出力部８２では時間（ｔ＝ｔ０）のとき
に、（ｎ−１）ｐΔｔ時間の間前記スイッチング部８１
を通じて状態値を出力させる。これを式で表すと、Ｘｉ
＝〔Ｘ（ｔ０），Ｘ（ｔ０＋ｐΔｔ），…Ｘ（ｔ０＋
（ｎ−１）ｐΔｔ〕となり、又、時間（ｔ＝ｔ０＋Δ
ｔ）のときに状態値を式で表すと、Ｙｊ＝〔Ｘ（ｔ０＋
Δｔ），Ｘ（ｔ０＋（ｐ＋１）Δｔ），…Ｘ（ｔ０＋ｎ
ｐΔｔ〕である。

【００３０】このように構成された状態値により距離値
（Ｒｉｊ）は（Ｘｊ−Ｘｉ）² で計算され、この計算さ
れた距離は相関値計算部８４、判別部８５、勾配計算部
８６、制御部８７を通じて布質信号の状態値の相関係数
（Ｙ（ｎ))を得ることができる。図６は前述した相関係
数演算部８から出力される最終相関係数を示すグラフで
ある。

【００３１】この相関係数（Ｙ（ｎ))は入力された布質
信号の状態値が意味のある信号により得られた布質であ
るか雑音により得られた布質信号であるかを判断する。
そして、この相関係数（Ｙ（ｎ))はマイクロプロセッサ
ー９に印加され、Ａ／Ｄ変換器７を通じて入力された布
質信号の状態値に応じてモーター３の回転力を制御す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の洗濯機の
布質判断装置及び判断方法は、多様な布質の洗濯物が混
在されている場合に発生する布質信号を分析して、意味
のある信号により発生した布質信号か雑音により発生し
た布質信号かを判断し、この判断された布質信号に応じ
て洗濯機の回転力を制御することにより、洗濯物の損傷
を最少に抑える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される洗濯機の概略的な構造を示
す断面図及び本発明による洗濯機の布質判断装置を示す
ブロック構成図である。

【図２】本発明による洗濯機の布質判断装置の布質感知
部の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明による洗濯機の布質判断装置の布質感知
部の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明による洗濯機の布質判断装置の布質信号
を示すグラフ（Ａ）〜（Ｅ）である。

【図５】本発明による洗濯機の布質判断装置の相関係数
演算部を示すブロック構成図である。

【図６】本発明による洗濯機の布質判断装置の相関係数
の一例を示すグラフである。

【図７】本発明による洗濯機の布質判断方法を示す動作
流れ図である。

【符号の説明】

１…洗濯槽 ２…洗濯物 ３…モーター ４…クラッチ ５…攪拌機 ６…布質感知部 ７…Ａ／Ｄ変換器 ８…相関係数演算部 ９…マイクロプロセッサー １１…脱水槽 １２…外槽 ６１…補助攪拌機 ６２，６４…スプリング ６３…スプリングバー ６５…磁気センサー ６６…マグネット ８１…スイッチング部 ８２…状態値選択部 ８３…距離計算部 ８４…相関和計算部 ８５…判別部 ８６…勾配計算部 ８７…制御部 ８８…設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー ビョン フーン 大韓民国，キュンキ−ド，アニャン，ドン ガン−ク，ホキー−ドン，タエヤン アパ ート 606−706 (72)発明者 ロー ヤン フーン 大韓民国，キュンキ−ド，クワンミュン, ハーン １−ドン，ジュコンアパート 514−201 (72)発明者 チュン ハエ ユーン 大韓民国，ソウル，カンセオ−ク，ホワコ ク １−ドン，343−82

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗濯物の布質による衝撃量から洗濯物の
   布質を感知して布質信号を発生させる布質感知手段と、 前記布質感知手段から出力される布質信号を分析して、
   前記布質信号が意味のある信号か雑音かを判断する相関
   係数を出力する相関係数演算手段と、 前記相関係数演算手段から出力される相関係数により、
   現在入力されている布質信号が意味のある信号と判断す
   ると、前記布質信号に応じて洗濯機の回転速度を制御す
   るマイクロプロセッサーと、を具備することを特徴とす
   る洗濯機の布質判断装置。
2. 【請求項２】 前記布質感知手段は、回転する洗濯物よ
   り衝撃を受ける補助攪拌機（６１）と、前記補助攪拌機
   （６１）が洗濯物（２）より受けた衝撃を伝達し、この
   伝達された衝撃量に応じて弾性力を付与する第１スプリ
   ング（６２）と、前記第１スプリング（６２）の弾性力
   を伝達するスプリングバー（６３）と、前記スプリング
   バー（６３）を通じて伝達された弾性力に応じて同じ大
   きさの弾性力を付与する第２スプリング（６４）と、前
   記第２スプリング（６４）の弾性力を電気的信号に変換
   して洗濯物の布質信号を出力する磁気センサー（６５）
   とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の布
   質判断装置。
3. 【請求項３】 前記第２スプリング（６４）が前記スプ
   リングバー（６３）から伝達された弾性力に応じて磁場
   を発生するマグネットであることを特徴とする請求項２
   に記載の布質判断装置。
4. 【請求項４】 洗濯槽内に洗濯水を投入した後、モータ
   ーを駆動して洗濯物を所定時間回転させながら洗濯物の
   布質を感知して布質信号を発生させる第１過程と、 前記第１過程から出力された布質信号を受けて、この布
   質信号が意味のある信号か雑音かを判断するためにこの
   布質信号の相関係数を演算する第２過程と、 前記第２過程から出力される相関係数を用いて、この布
   質信号が意味のある信号であるとき、この布質信号に応
   じてモーターの回転力を制御する第３過程とを具備する
   ことを特徴とする洗濯機の布質判断方法。