JPH04189335A - 掃除機 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は床面センサと圧力センサにより床面の種類・質
および掃除機のごみ詰まり量を検出して吸い込み力また
はその吸い込みと床用吸込具の回転ブラシの回転数を自
動的に調整する掃除機に関するものである。

従来の技術 従来、この種の掃除機はごみ量などによって間接的に床
面を検出し吸い込み力を多段階に設定されるものであっ
た。また、床や畳、絨穂の毛足の長さ等の床面状態によ
って吸い込み力を設定するものもあるが、これも床面の
状態を３段階程度しか見分けることができなかった。

発明が解決しようとする課題 このような従来の掃除機では、ごみ量や床面の状態は、
３から４段階に設定できるものではなく連続的に変化す
るものであり、それによって設定される吸い込み力も多
段階であるべきであり、従来の技術ではごみ詰まり量や
、床面の状態によって最適な吸い込み力を設定できない
という問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するもので、床面
の種類や質と掃除機のごみ詰まり量をより精度よく検出
し各種床面とごみの詰まり量に応じて吸い込み力をきめ
細か（決定する掃除機を提供することを目的としている
。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の電気掃除機は、第１
の課題解決手段として集塵用のファンモータおよび床用
吸込具を有する掃除機において、前記床用吸込具に床面
の状態または種類を検出する床面センサおよび前記ファ
ンモータの前部と大気との間の差圧を検出する圧力セン
サを設け、前記床面センサおよび圧力センサの検出値か
らファジィ推論により前記ファンモータの吸い込み力を
決定するファジィ推論器を備えており、また第２の課題
解決手段として床用吸込具は回転ブラシ用のモータを有
し、ファジィ推論器はモータの回転数を決定する機能を
も有しているものである。

作用 上記した構成において、第１の課題解決手段の作用は床
面センサおよび圧力センサの検出値から信号を入力して
ファジィ推論により、ファンモータの吸い込み力を制御
できるのであり、また第２の課題解決手段の作用は、床
面センサおよび圧力センサの検出値から信号を入力して
ファジィ推論によりファンモータの吸い込み力および床
用吸込具の回転プランの回転数を制御できるのである。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図において、１は床用吸込具であり、発光素
子２と受光素子３を床面に対し対向させて配し光学的な
方式で床面センサ４を構成している。

床面センサ４は、発光素子２と受光素子３により床面の
凹凸状態を検出し電気信号に変換するものである。５は
光量の絶対量検出手段で、受光素子３で検出される光量
の絶対量を検出する。６は光量の変化量検出手段で、光
量の時間的変化量を算出する。また、７は掃除機本体（
図示せず）のファンモータ１１の前面に配した圧力セン
サである。圧力センサ７は、掃除機本体と大気圧との差
圧値を検出し集塵室内の塵埃量および床用吸込具１と床
面とに密着度合を圧力の変化・絶対値として検出し、圧
力の変化を電気的信号に変換するものであり、時間に比
例したアナログ出力を得る構成となっている。圧力セン
サ７の出力は圧力量絶対値積算手段８と圧力変化率算出
手段９で演算され、ファジィ推論器１０では床面センサ
４の光量の絶対量検出手段５の出力と光量の変化量検出
手段６の出力および圧力センサ７の圧力量絶対値積算手
段８と圧力変化率算出手段９の４人力から味質と床面の
種類およびごみ詰まり状態に最適なファンモータ１１の
出力パワーを推論する。１２は制御手段で、推論された
出力パワーから位相制御量を算出しファンモータ１１を
駆動する。

上記したファジィ推論器１０の床面センサ４と圧力セン
サ７に対する演算手段は第２図に示すような構成となっ
ている。すなわち、床面センサ４、光量の絶対量検出手
段５からの入力と絶対量メンバーシップ関数記憶手段１
３に記憶されているメンバーシップ関数に対する適合度
を両者のＭＡＸをとることにより求める絶対量適合度演
算手段１４と、光量の変化量検出手段６からの入力と光
量変化量メンバーシップ関数記憶手段１５に記憶されて
いるメンバーシップ関数に関して同様に適合度を求める
変化量適合度演算手段１６と、圧力センサ７の圧力量絶
対量積算手段８からの入力と圧力量メンバーシップ関数
記憶手段１７に記憶されているメンバーシップ関数に対
する適合度を両者のＭＡＸをとることにより求める圧力
量適合度演算手段１８と、圧力量の変化率算出手段９か
らの入力と圧力変化率メンバーシップ関数記憶手段１９
に記憶されているメンバーシップ関数に関して同様に適
合度を求める圧力変化率適合度演算手段２０と、前記４
つの適合度のＭＩＮを取り前件部の適合度とする前件部
ミニマム演算手段２１と、吸い込みパワー推論ルール記
憶手段２２に記憶されているルールに従い、前件部適合
度と吸い込みパワーメンバーシップ関数記憶手段２３に
記憶されている後件部の吸い込みパワーメンバーシップ
関数のＭＩＮをとってそのルールの結論とする後件部ミ
ニマム演算手段２４と、全てのルールについてそれぞれ
の結論を求めたのち全結論のＭＡＸをとり、その重心を
計算することにより、最終的に吸い込みパワーを求める
重心演算手段２５とから構成されている。

このファジィ推論器１０はマイクロコンピュータにより
容易に実現できる。

なお、制御手段１２では決定された吸い込みパワーに基
づき、ファンモータ１１の位相制御量を算出し制御を行
う。

次に、上記構成の掃除機の作用について説明する。床面
センサ４の発光素子２から発光された光は床面に放射さ
れ、受光素子３で受光できる。−般に絨穂等にあっては
床面の凹凸は大きく床面からの反射光は床面で乱反射し
受光素子で検出される光量は小さくなり光量の変化量は
大きくなる傾向がある。

また、床面が木床、たたみ等にあっては、床面の凹凸は
比較的小さく床面からの反射光も多くなり受光素子３で
検出される光量は大きくなり光量の変化量は逆に小さく
なる傾向がある。したがって受光素子３の出力により床
面の種類・質の判別できる。

このように光量の変化量と絶対量を光量変化量検出手段
６と絶対量検出手段５により算出すると、現在掃除をし
ている床面の特性がどんなものであるか推定することが
できる。

また、圧力センサ７により圧力量の積算値と変化量を検
出することにより掃除機本体のごみ詰まり状態とある程
度の原質を検知可能である、このように、床面の種類・
質・ごみ詰まり状態が特定できれば、最適な吸い込みパ
ワーは決まるものであり、これはファジィ推論器１０で
推論する。

次に、吸い込みパワーの推論の過程について説明する。

本実施例のファジィ推論は「床面センサ４の光量が多め
でかつ凹凸が小さい床面（光量の変化量が小さい）でか
つ圧力センサ７の圧力値変化率が少なく、圧力絶対値量
が低い状態であれば床面は床（木床等であり）吸い込み
パワーを小さくする」また「床面センサ４の光量が多め
でかつ凹凸が小さい床面（光量の変化量が小さい）でか
つ圧力センサ７の圧力値変化率が少なく、圧力絶対値量
が多い状態であれば床面は床（木床等であり）で掃除機
本体の集塵室にごみが多く貯っている状態であり吸い込
みパワーをやや高くする」「床面センサ４の光量が少な
くかつ凹凸が大きい床面（光量の変化量が大きい）でか
つ圧力センサ７の圧力量変化率が大きく、圧力絶対量が
小さければ床面は絨穂であり掃除機本体の集塵室にごみ
が少ない状態であり吸い込みパワーをやや高くする」さ
らに［床面センサ４の光量が少なくかつ凹凸が大きい床
面（光量の変化量が大きい）でかつ圧力センサ７の圧力
変化率が大きく、圧力量が少なければ床面は絨穂であり
絨穂面にごみが少なく分布している状態であり吸い込み
パワーを普通程度にする」といった一般的な判断を基に
行われる。推論のルールは数個のルールからなる。光量
が１多め」とか、光量の変化量が「小さい」とか、吸い
込みパワーを「とても多め」といった定性的な概念は第
３図ｆａｔ、　（ｂｌ、　（Ｃ１に示すようなメンバー
シップ関数により定量的に表現される。ファシイ推論器
１０は、床面センサ４の光量の絶対量適合度演算手段１
４では、光量の絶対量検出手段５からの入力と絶対量メ
ンバーシップ関数記憶手段１３に記憶されているメンバ
ーシップ関数に対する適合度を両者のＭＡＸをとること
により求める。光量の変化量適合度演算手段１６では、
光量の変化量検出手段６からの入力と光量変化量メンバ
ーシップ関数記憶手段１５に記憶されているメンバーシ
ップ関数に関して同様に適合度を求める。圧力センサ７
についても同様の演算を行なう。前件部ミニマム演算手
段２１では、前記４つの適合度のＭＩＮをとり前件部の
適合度とする。

後件部ミニマム演算手段２３では、吸い込みパワー推論
ルール記憶手段２２に記憶されているルールに従い、前
件部適合度と吸い込みパワーメンバーシップ関数記憶手
段２３に記憶されている後件部の吸い込みパワーメンバ
ーシップ関数のＭＩＮをとってそのルールの結論とする
。

全てのルールについて、それぞれの結論を求めたのち、
重心演算手段２５では全結論のＭＡＸをとり、その重心
を計算することにより、最終的に吸い込みパワーが求ま
る。制御手段１２では決定された吸い込みパワーに基づ
き、ファンモータ１１の位相制御量を算出し制御を行う
。

また第４図は他の実施例を示すものであり、ファジィ推
論器により回転ブラシ用のモータ２６をも制御するもの
である。すなわち、推論ルールは、たとえば「床面セン
サ４の光量が少なくかつ凹凸が大きい床面（光量の変化
量が大きい）でかつ圧力センサ７の圧力変化率が大きく
、圧力絶対値がやや高ければ床面は絨穂であり吸い込み
パワーを高くすると共にパワーノズルの回転ブラシの回
転数を高くする。」さらに［床面センサ４の光量が大き
くかつ凹凸が少ない床面（光量の変化量が小さい）でか
つ圧力センサ７の圧力変化率が少なく、圧力絶対値が少
なければ床面は木床に近いニールパンチ絨穂等であり、
吸い込みパワーを普通程度にすると共にパワーノズルの
回転ブラシの回転数を低くする。」といった−膜内な判
断を基に行われる。本実施例では推論方法の中にＭＡＸ
−ＭＩＮ合成合成法１法心法いているが、その他の方法
でも可能であり、また後件部である吸い込みパワーをメ
ンバーシップ関数で表現したが、実数値や線形式でも表
現することができることはいうまでもない。上記構成に
よれば、絨穂の種類等を床面センサ７および圧力センサ
７が見分は床面に最適な回転数に回転ブラシ用のモータ
２６を制御できる。

発明の詳細 な説明したように本発明の掃除機は床面センサおよび圧
力センサの検出値からファンモータの出力を決定するフ
ァジィ推論器を設けているので、次のような効果を有し
ている。すなわち、掃除を行う場合には、ごみが効率よ
くとれるというのはいうまでもないが、重要な項目に操
作性がある。掃除機の持つ吸い込みパワーは年々上昇す
る傾向にあり、現在では約３００Ｗ程度であるが、あら
ゆる床面でこの吸い込みパワーで掃除を行うと、絨穂等
の床面では、非常に操作感が悪い。なぜなら、吸い込み
の力により床ノズルが床面に吸いついてしまうからであ
る。本発明では、床面センサと圧力センサとの複合セン
サにより床面の種類と掃除機本体内の集塵量に合わせて
最適な吸い込み力が持続するようファジィ推論によって
吸い込み力をきめ細かに決定しているので、掃除を行う
床面によらず効率よくごみがとれ、しかも非常に操作感
のよい掃除機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の掃除機のブロック図、第２
図は同掃除機のファジィ推論器の構成を示すブロック図
、第３図は同掃除機のメンバーシップ関数を示す図、第
４図は本発明の掃除機の他の実施例を示すブロック図で
ある。 １・・・・・・床用吸込具、４・・・・・・床面センサ
、７・・・・・・圧力センサ、１０・・・・・・ファジ
ィ推論器、１１・・・・・・ファンモータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）集塵用のファンモータおよび床用吸込具を有する
   掃除機において、前記床用吸込具に床面の状態または種
   類を検出する床面センサおよび前記ファンモータの前部
   と大気との間の差圧を検出する圧力センサを設け、前記
   床面センサおよび圧力センサの検出値からファジィ推論
   により前記ファンモータの吸い込み力を決定するファジ
   ィ推論器を備えた掃除機。
2. （２）床用吸込具は回転ブラシ用のモータを有し、ファ
   ジィ推論器は前記モータの回転数を決定する機能をも有
   している請求項１記載の掃除機。