JPH11169593A - 洗濯機の水位調節装置 - Google Patents

洗濯機の水位調節装置

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JPH11169593A
JPH11169593A JP10101361A JP10136198A JPH11169593A JP H11169593 A JPH11169593 A JP H11169593A JP 10101361 A JP10101361 A JP 10101361A JP 10136198 A JP10136198 A JP 10136198A JP H11169593 A JPH11169593 A JP H11169593A
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JP
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water level
water
washing machine
level sensor
control
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JP10101361A
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Zaigen Boku
在源 朴
Hoan Cho
鳳安 張
Meiki Sai
明貴 崔
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/08Liquid supply or discharge arrangements
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14Arrangements for detecting or measuring specific parameters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力の線形性が優秀な半導体型水位センサー
を用いて水位調節装置を具現するので、正確に水位を制
御することができる洗濯機の水位調節装置を提供する。 【解決手段】 半導体からなり印加される電圧に伴って
内部抵抗値を変化させて洗濯槽の水位を感知する半導体
型水位センサー60と;前記半導体型水位センサー60
に電源を供給する電源部61と;前記半導体型水位セン
サー60の出力を増幅する増幅部70と;前記増幅部7
0の出力信号が入力されて水位を判断して水位を制御す
る制御部25と;前記制御部25の制御信号によって給
水バルブ34を開閉させる給水バルブ駆動部35と;前
記制御部25の制御信号によって排水バルブ36を開閉
させる排水バルブ駆動部45と;水槽の水位が設定水位
に到達した場合に前記制御部25の制御信号に伴って洗
濯機を駆動させる洗濯機の動作部55と;からなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯機の水位調節
装置に関し、より詳しくは出力の線形性が優秀な半導体
型水位センサーを用いて正確に水位を制御することがで
きる洗濯機の水位調節装置に関する。
【0002】
【従来の技術】洗濯機はモーターを動力源として回転羽
また撹拌羽を回転させて水流を発生させ、この水流が洗
濯物に衝撃を加えて洗濯物を洗濯する装置である。
【0003】一般的に洗濯機には、水槽に供給される水
の水位を感知するための水位センサーが備わる。図1
は、このような従来の水位センサーを備える洗濯機の水
位調節装置を示す。
【0004】図1に示した通り、従来の水位センサー
は、並列に繋がったインバータ11,12、コイル13
および抵抗Rと、前記インバータ11,12、コイル1
3および抵抗Rの入出力端の間に繋がったキャパシタC
1,C2と、前記インバータ11の出力端と直列に繋が
ったインバータ14とからなる。
【0005】コイルは、水位による圧力変化によって可
変するインダクタンスを有し、このようなコイルが用い
られた従来の水位センサーに水位変動による圧力変化に
伴う可変周波数を有する水位感知信号を出力するように
なる。
【0006】前記の従来の水位センサーの動作に関して
説明すると、先ず洗濯機の水槽に水が供給されると洗濯
槽内の水位が高くなり、圧力に従って変形を起こす装置
であるダイアフラム (Diaphragm) に圧力を加える。前
記ダイアフラムは作用圧力が高くなることに伴ってこれ
に比例して隔膜が変形し、作用圧力が除去されると隔膜
が本来の状態に復帰するので、圧力に反応して、コイル
13が繋がっているダイアフラムの変形に伴ってコイル
13が反応するようになっている。従って、前記ダイア
フラムが変形されるとコイル13に加わる磁場が変化を
起こすようになり、このような磁場の変化はコイルのイ
ンダクタンス値を変化させる。インダクタンス値が変わ
るとLC発振回路の共振周波数が変化し、前記共振周波
数(f)は、下記式により算出される。
【0007】
【数1】
【0008】この際、発生される共振周波数の範囲は、
およそ26kHzから19kHzまでの範囲である。
【0009】前記式により測定された共振周波数(f)
はマイコンに入力される。給水が始まると現在の水位の
水圧に伴ってコイルのインダクタンスが変化するように
なる。水圧が高くなるとコイルのインダクタンスは大き
くなり、逆に水圧が低くなるとコイルのインダクタンス
は小さくなる。従って、水圧が高くなると周波数(f)
は低くなり、水圧が低くなると周波数(f)は高くな
る。
【0010】前記のような水槽の水位の変化に伴う周波
数(f)信号はマイコン20に入力される。マイコン2
0は、入力された周波数(f)値をカウントしてそのカ
ウントの値を一定周期ごとに貯蔵する。つまり、先に貯
蔵されているカウント値と現在のカウント値を比べて水
位を認識する。
【0011】洗濯水は使用者が設定した水位になると、
マイコンは給水が完了されたと判断して給水バルブを締
める。排水過程でも前述のようにマイコン20は水位セ
ンサーから入力される周波数(f)信号に伴って排水水
位を認識して排水が完了されると排水バルブを締める。
【0012】図2は、従来の洗濯機の水位センサーの特
性図である。図2に示した通り、前記の従来の水位感知
センサーの共振周波数はおよそ26kHzから19kHzまで
の範囲を有することにおいて、水槽に水がない状態では
水位センサーの出力周波数26kHz(水圧、0mmH
2O)であり、水槽に水が漲る程度の状態では水位セン
サーの出力周波数は21kHz(水圧、およそ600mm
2O)と設定された。
【0013】ところが、図2のa区間に示した通り、前
記従来の水位センサーでは水圧60mmH2Oから10
0mmH2Oの間に出力周波数値を全部同一に表す不感
帯域がある。従って、この区間では水位センサーが水位
を同一値として感知するので、正確な水位感知をするこ
とができない。
【0014】また、従来の洗濯機の水位感知装置では、
ダイアフラムの変形がコイルに伝達されるために互いに
機械的な構成が設けられるので、装置の反復耐久性が低
下して水位感知をすることにおいて偏差が大きいのみな
らず、その出力帯域で前述したように部分的に不感帯域
が存在するので、出力がすべての帯域で線形的に現われ
ない。その結果、正確な水位の感知が難しいし、雑音な
どにより出力値の信頼性が下がる問題点があった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決するためのもので、出力の線形性が優秀な半導体
型水位センサーを用いて水位調節装置を具現するので、
正確に水位を制御することができる洗濯機の水位調節装
置を提供することにその目的がある。
【0016】
【発明を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明に従う洗濯機の水位調節装置は、半導体から
なり印加される電圧に伴って内部抵抗値を変化させて洗
濯槽の水位を感知する半導体型水位センサーと;前記半
導体型水位センサーに電源を供給する電源部と;前記半
導体型水位センサーの出力を増幅する増幅部と;前記増
幅部の出力信号が入力されて水位を判断して水位を制御
する制御部と;前記制御部の制御信号によって給水バル
ブを開閉させる給水バルブ駆動部と;前記制御部の制御
信号によって排水バルブを開閉させる排水バルブ駆動部
と;水槽の水位が設定水位に到達した場合に前記制御部
の制御信号に伴って洗濯機を駆動させる洗濯機の動作部
と;からなる。ここに、前記半導体型水位センサーは線
形的出力特性を有する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施の形態を詳しく説明する。
【0018】図3は、水圧が半導体水位センサー60に
圧力を加えることを概略的に示したものである。図3を
参照すると、洗濯槽100がホース101を通じて水位
センサー60と繋がって洗濯槽内の水圧がセンサーに影
響を及ぼすように設けられているので、水圧に伴って可
変されたセンサー60の出力信号が洗濯機の制御部に印
加されて全体的な水位調節ができる。このような構成要
素の取付け位置は当業者により変形実施ができる。
【0019】図4は、本発明に伴う洗濯機の水位調節装
置の全体回路図である。図4に示した通り、本発明に伴
う洗濯機の水位調節装置は、洗濯機の水槽に加わる水の
水位を感知する半導体型水位センサー60、前記半導体
型水位センサー60に電源を供給する定電源(電源部)
61、前記半導体型水位センサー60の出力を増幅する
増幅部70、前記増幅部70の出力信号が入力されて水
位を判断して水位を制御するマイコン(制御部)25、
前記マイコン25の制御に伴って給水バルブ34を開閉
させる給水バルブ駆動部35、前記マイコン25の制御
に伴って排水バルブ36を開閉させる排水バルブ駆動部
45、および水槽の水位が設定水位に到達した場合に前
記マイコン25の制御信号に伴って洗濯機を駆動させる
洗濯機の動作部55を備える。
【0020】以下、本発明に設けられた半導体型水位セ
ンサー60に関して説明する。前記半導体型水位センサ
ー60は、変形が発生すると抵抗値が変化する圧電抵抗
効果(Piezo−resistance effect) を応用した半導体型
圧力センサーとして、本実施の形態では水位に伴う水圧
の変化を電圧信号に出力するように設計され、その形成
過程は次の通りである。
【0021】先ず、シリコン基板の裏面をエッチングし
て変形を受ける部分であるダイアフラムを設けることに
おいて、前記ダイアフラムは圧力を受け易いように薄い
薄膜からなる。そして、前記ダイアフラムでは加わる応
力変化に伴って抵抗値が変化する四つの抵抗を配置して
図4の図面符号60に示したようにブリッジ回路を設け
る。このような四つの抵抗の抵抗値は圧力が加わらない
状態ですべて同一な値を有するように設計され、水圧の
変化に伴ってその抵抗値が可変される。ここに抵抗R
1,R3はダイアフラムの引張り側に設けられてその抵
抗値が増加し、他の抵抗R2,R4はダイアフラムの圧
縮側に設けられて抵抗値が減少されるように配置され
る。
【0022】このような過程をより詳しく説明すると、
次の通りである。図3に示した通り、前記半導体型水位
センサー60に洗濯槽100に満ちている水の圧力がホ
ース101を通じて伝達されると、内部のダイアフラム
62には変形により部分的に引張りおよび圧縮が発生す
るようになる。そうすると、抵抗R1,R3はダイアフ
ラムの引張り側に配置されてその抵抗値が増加し、抵抗
R2,R4はダイアフラムの圧縮側に配置されてその抵
抗値が減少する。従って、圧力変化に伴う抵抗R1,R
3の抵抗値の変化量を‘+ΔR’とすれば、抵抗R2,
R4の抵抗値の変化量は‘−ΔR’となる。このように
圧力の変化に伴って抵抗値が変化すると、定電源61に
より水位センサー60に流れた電流値が変化して出力電
圧が変る。この際、前記すべての内部素子が半導体の内
部に集積化されて製造されるので、センサーの出力精密
度が高いのみならず、その線形性が良好な特性を有す
る。従って、本実施の形態でセンサーの出力電圧も図5
に示した通り、Y=AX+Bの形式を有する1次関数的
な出力を現すようになり、ダイアフラムの変形に比例す
る線形的な出力 (Linear output) を得ることができ
る。
【0023】このような水位センサー60の出力電圧は
増幅部70により増幅される。前記増幅部70は一般的
な計測用増幅器 (Instrumentation Amplifier) とし
て、三つの演算増幅器OP1,OP2,OP3と七つの
抵抗素子R5〜R11とからなり、第1演算増幅器OP
1の非反転端子に入力された電圧V1と第2演算増幅器
OP2の非反転端子に入力された電圧V2との間の電圧
差を増幅して第3演算増幅器OP3の出力端に出力電圧
V0を出力する。図5に示した通り、本実施の形態に伴
う出力電圧は0.2ボルトから4.5ボルトまでの範囲
を有する。
【0024】図6は、本発明に伴う洗濯機の水位調節装
置の制御流れ図である。前記図6を参照して水位調節装
置の制御流れを説明すると、次の通りである。先ず、洗
濯機の水槽の水位を設定することにおいて、自動設定を
するか、もしくは、使用者による水位設定をするかに関
し、マイコン25が判断する(S10)。
【0025】前記段階(S10)で水位の自動設定と判
断されると、マイコン25は洗濯物の重さを感知する
(S20)。洗濯物の重さが感知されるとマイコン25
は感知された洗濯物の重さに伴って水槽の水位を設定す
る(S30)。しかしながら、段階(S10)で自動設
定がないと、使用者が入力部(未図示)を通じて求める
水位を設定する(S11)。
【0026】水位設定(S30)が済むと、マイコン2
5は給水バルブ駆動部35を駆動させて給水バルブ34
を開いて洗濯機の水槽に給水をする(S40)。水槽に
水が満ちるとマイコン25は半導体型水位センサー60
を用いて水槽の水位を感知する(S50)。水位センサ
ー60の出力信号は増幅部70を通じて増幅された後、
マイコン25のアナログ/デジタルポート (Analogue t
o Digital port、A/Dport) に印加される。ここに、増
幅部70の出力はアナログ電圧値に出力される。
【0027】マイコン25は増幅部70が増幅した信号
をアナログ/デジタルポート (A/Dport) に入力受けて
マイコン25内部のアナログ/デジタル(A/D)変換
器を通じてデジタル値に変換し、この変換値で現在の給
水された水の水位を判断する(S50)。マイコン25
は現在の水位を判断して前記の水位値と予め設定された
設定水位値を比べる(S60)。
【0028】前記段階(S60)で感知水位値が設定水
位値より小さいとマイコン25は現在の水位が設定水位
に到達しないと判断し、給水バルブ駆動部35を続く駆
動させて給水バルブ34を開放して続く給水をする(S
40)。
【0029】逆に前記段階(S60)で感知水位値が設
定水位値以上であるとマイコン25は現在の水位が設定
水位に到達したと判断して給水バルブ駆動部35を停止
させて給水バルブ34を閉鎖する(S70)。その後、
マイコン25は水槽に水の供給を止って洗濯機動作部5
5を駆動させて洗濯機を動作させて洗濯過程を遂行する
(S80)。
【0030】マイコン25は排水される水位を感知して
排水が完了されたことを判断する(S110)。排水は
完了されないとマイコン25は排水バルブ36を続く開
いておく、排水が完了されるとマイコン25は排水バル
ブ駆動部45を駆動させて排水バルブ36を閉鎖する。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明に伴う洗濯機の水
位調節装置は洗濯機の水位センサーに半導体型圧力セン
サーを用いるので、ダイアフラムの変形に比例した線形
的な出力特性を現して、洗濯槽内の水位を感知する際、
従来のような不感帯域が存在しないで正確に水位を感知
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の水位センサーを備える洗濯機の水位装
置を示すものである。
【図2】 従来の洗濯機の水位センサーの特性図であ
る。
【図3】 水圧が半導体型水位センサーに圧力を加える
ことを概略的に図示したものである。
【図4】 本発明に伴う洗濯機の水位調節装置の回路図
である。
【図5】 本発明に伴う洗濯機の半導体型水位センサー
の特性図である。
【図6】 本発明に伴う洗濯機の水位調節装置の制御方
法を示す流れ図である。
【符号の説明】
25 マイコン(制御部) 34 給水バルブ 35 給水バルブ駆動部 36 排水バルブ 45 排水バルブ駆動部 55 洗濯機動作部 60 半導体型水位センサー 61 定電源(電源部) 62 ダイアフラム 70 増幅部 R1 可変抵抗 R2 可変抵抗 R3 可変抵抗 R4 可変抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体からなり印加される電圧に伴って
    内部抵抗値を変化させて洗濯槽の水位を感知する半導体
    型水位センサーと;前記半導体型水位センサーに電源を
    供給する電源部と;前記半導体型水位センサーの出力を
    増幅する増幅部と;前記増幅部の出力信号が入力されて
    水位を判断して水位を制御する制御部と;前記制御部の
    制御信号によって給水バルブを開閉させる給水バルブ駆
    動部と;前記制御部の制御信号によって排水バルブを開
    閉させる排水バルブ駆動部と;水槽の水位が設定水位に
    到達した場合に前記制御部の制御信号に伴って洗濯機を
    駆動させる洗濯機の動作部と;からなることを特徴とす
    る洗濯機の水位調節装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体型水位センサーは、内部に薄
    い薄膜からなるダイアフラムを設け、前記ダイアフラム
    には、四つの可変抵抗がブリッチの形態に設けられるこ
    とを特徴とする請求項1記載の洗濯機の水位調節装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体型水位センサーは、前記ダイ
    アフラムに加わった圧力に比例して線形的な出力特性を
    示すことを特徴とする請求項2記載の洗濯機の水位調節
    装置。
JP10101361A 1997-11-25 1998-04-13 洗濯機の水位調節装置 Pending JPH11169593A (ja)

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