KR0161919B1

KR0161919B1 - 세탁기 탈수제어방법

Info

Publication number: KR0161919B1
Application number: KR1019950033708A
Authority: KR
Inventors: 손권
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR970021442A; CN1152047A; TW305894B; AU6798196A; AU689727B2; JPH09131486A; CN1098945C

Abstract

본 발명은 세탁기 탈수제어 방법에 관한 것으로 속도센서를 이용하여 진동량을 감지한 후 진동량에 맞게 탈수를 제어하여 탈수시 과도한 진동으로 인한 세탁기 마모를 감소시켜 고장을 예방하고 수명을 연장하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세탁기의 탈수제어 방법은 세탁기의 탈수 동작에 있어서, 탈수시 속도감소량(ΔR = Rmax - Rmin)으로 진동량을 판정하는 단계와, 상기 탈수시 일정시간(t₁) 경과후 탈수조의 속도센서를 이용하여 탈수조 1회전 동안의 최대가속도(R'max) 및 최소가속도(R'min)를 측정하여 탈수조의 진동을 감지하여 모터를 정지시키고 포 치우침을 수정동작을 하거나 계속 탈수를 하는 단계를 포함한다.

Description

세탁기 탈수 제어방법

제1도는 종래의 세탁기 구성도.

제2도는 종래의 세탁기 마이콤부 회로구성도.

제3도는 종래의 안전스위치 상세구조도.

제4도는 종래의 세탁기 탈수제어 흐름도.

제5도는 종래의 세탁기 탈수시의 제어부 각부파형도.

제6도는 종래의 세탁기 탈수속도 제어패턴 그래프.

제7도는 본 발명에 따른 세탁기 구성도.

제8도는 본 발명에 따른 세탁기 마이콤부 회로구성도.

제9도는 본 발명에 따른 세탁기 탈수제어 분류도.

제10도는 본 발명에 따른 세탁기 탈수제어 흐름도.

제11도는 본 발명에 따른 세탁기 탈수시의 제어부 각부파형도.

제12도 (a)는 탈수시간 tt₁일때의 탈수시 포 치우침에 의한 탈수조 진동으로 인한 속도진동 그래프.

(b)는 탈수시간 tt₁일때의 탈수시 포 치우침에 의한 탈수조 진동으로 인한 속도진동 그래프.

제13도는 본 발명에 따른 세탁기 탈수속도 제어패턴 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체(Case) 2 : 뚜껑

3 : 내조(탈수기) 4 : 외조

5 : 지지바 6 : 모터

7 : 속도센서 8 : 마이콤부

9 : 안전스위치 8a : 콘버터부

8b : 인버터부 8c : 마이콤 제어부

8d : 과전류 보호회로부 8e : 게이트 구동회로부

8f : 회전자 위치검출 회로부 8g: 변조 그리고 버퍼회로부

9a : 안전스위치 변환회로부

본 발명은 세탁기에 관한 것으로써, 특히 속도센서를 이용하여 탈수시 포 치우침으로 인한 탈수조의 진동량을 감지해 진동량에 맞게 탈수를 제어함으로써 효과적인 탈수를 할 수 있도록 한 세탁기 탈수 제어방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 세탁기 탈수 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 세탁기 구성도로써, 본체(1), 뚜껑(2), 내조(탈수조 : 3), 외조(4), 상기 본체(1)와 외조(4)를 지지하는 복수개의 지지바(5)와, 상기 외조(4)의 저면일측에 설치된 모터(6)와, 속도센서(7)와, 전체시스템을 제어하는 마이콤부(8)와, 상기 외조(4)의 진동을 감지하는 안전스위치(9)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 세탁기의 마이콤부 회로구성도인 제2도를 살펴보면 다음과 같다.

교류전원을 직류전원으로 변화시켜주는 콘버터부(8a)와, 모터(6)에 전원을 단속시켜주는 인버터부(8b)와, 각종 제어를 행하는 마이콤 제어부(8c)와, 과전류를 검출하여 회로를 보호하는 과전류 보호회로부(8d)와, 상기 인버터부(8b)의 스위칭 소자를 구동하기 위한 게이트 구동회로부(8e)와, 상기 모터(6)의 회전자 위치(Ha, Hb, Hc)를 검출하는 회전자 위치검출 회로부(8f)와, 상기 마이콤 제어부(8c)의 PWM_O출력과 게이트 구동신호(Pgout) 등을 변조하고 버퍼역할을 하는 변조 그리고 버퍼회로부(8g)와, 탈수시 진동을 감지하기 위한 안전스위치(9)와, 안전스위치 변환회로부(9a)로 구성된다.

상기 안전스위치(9)는 제3도에서 나타낸 바와 같이, 포 치우침으로 인한 외조(4)진동시 안전스위치(9)의 변위량에 따라서 dmin 이하일때는 외조(4)가 안전스위치(9)에 닿아도 탈수동작을 계속 실행하고, dmin 이상일때는 탈수동작을 정치시킨후 포 치우침을 수정하여 동작을 하게 된다.

상기와 같이 구성된 세탁기의 탈수제어 흐름도 제4도 및 종래의 세탁기 탈수시의 제어부 각부파형도 제5도를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

즉, 모터가 구동하기 시작하면 안전스위치 신호 P_S가 하이(High) 상태인가 감지한다(S101)(S102).

이때, 모터속도는 회전자 위치검출 신호(Ha, Hb, Hc)의 변화시간 T_S로 측정한다.

상기 안전스위치 신호 Ps가 하이상태이면 안전스위치 신호 Ps 하이 유지시간 T_H시간을 측정하다(S103).

상기 측정된 T_H시간이 일정시간 T_HM보다 짧을 경우(S104) PWM 듀티를 제어하여 정해진 탈수속도 패턴으로 모터를 제어하고(S105) 탈수시간이 완료(S106)될때까지 탈수를 계속 진행한후 모터의 여력회전이 끝나면 탈수를 완료한다(S107).

상기 측정된 T_H시간이 일정시간 T_HM보다 길때(S104)는 모터를 정지(S108)시킨후 포 치우침을 수정하여 다시 모터를 동작시킨다(S109)(S101).

상기 안전스위치 신호 P_S가 하이상태(S102)가 아닐때는 안전스위치 신호 P_S를 감시하면서 포 치우침이 없는 것으로 간주하고, PWM 듀티를 제어하여 정해진 탈수속도 패턴으로 모터를 제어(S105)하고 탈수시간이 완료(S106)될때까지 탈수를 계속 진행한후 모터의 여력회전이 끝나면 탈수를 완료한다(S107).

여기서, 제6도는 상기 탈수시 모터를 구동하기 시작 안전스위치를 감시하면서 PWM 듀티를 제어하여 정해진 탈수속도 패턴그래프도 이다.

그러나, 상기와 같이 종래의 세탁기 탈수제어는 일정진동 변위 dmin 이상의 외조상부 진동에만 감지되고, 하부 좌,우 진동이 심한 경우나 상,하 진동이 심한 경우 감지가 힘들므로 탈수시 심한 진동소음 발생과 이에 따라 지지바나, 내/외조, 세탁기본체 등의 기구부에 마모가 일어나고 또한 고장이 자주 발생하여 수명을 단축시키는 문제점과 탈수중 갑작스런 기울어짐이나 쓰러짐이 안전스위치가 없는 쪽으로 발생하면 감지가 어려워지고 세탁기의 심한 파손이나 안전사고 위험이 일어나는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 세탁기 탈수제어의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 속도센서를 이용하여 탈수시 포 치우침으로 인한 탈수조의 진동량을 감지해 진동량에 맞게 탈수를 제어함으로써 효과적인 탈수를 할 수 있도록 한 세탁기 탈수제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세탁기 탈수제어 방법은 세탁기의 탈수동작에 있어서, 탈수시 속도감소량(ΔR = Rmax -Rmin)으로 진동량을 판정하는 단계와, 상기 탈수시 일정시간(t₁) 경과후 탈수조의 속도센서를 이용하여 탈수조 1회전 동안의 최대가속도(R'max) 및 최소가속도(R'min)를 측정하여 탈수조의 진동을 감지하여 모터를 정지시키고 포 치우침을 수정동작을 하거나 계속 탈수를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 탈수기 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제7도는 본 발명에 따른 세탁기 구성도로써, 본체(1), 뚜껑(2), 내조(탈수조 : 3), 외조(4), 상기 본체(1)와 외조(4)를 지지하는 복수개의 지지바(5)와, 상기 외조(4)의 저면일측에 설치된 모터(6)와 회전자 위치검출 신호에서 감지되는 속도정보를 분석하여 진동량을 감지하는 속도센서(7)와, 전체시스템을 제어하는 마이콤부(8)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 세탁기에 있어서 본 발명에 따른 마이콤부(8)의 회로구성도 제8도를 살펴보면 다음과 같다.

즉, 교류전원을 직류전원으로 변화시켜주는 콘버터부(8a)와, 모터(6)에 전원을 단속 시켜주는 인버터부(8b)와, 각종제어를 행하는 마이콤 제어부(8c)와, 과전류를 검출하여 회로를 보호하는 과전류 보호회로부(8d)와, 상기 인버터부(8b)의 스위칭 소자를 구동하기 위한 게이트 구동회로부(8e)와, 상기 모터(6)의 회전자 위치(Ha, Hb, Hc)를 검출하는 회전자 위치검출부(8f)와, 상기 마이콤 제어부(8c)의 PWM0 출력과 게이트 구동신호(Pgout)등을 변조하고 버퍼역할을 하는 변조버퍼 회로부(8g)로 구성된다.

또한, 상기 탈수조 회전시 포 치우침으로 발생되는 여러가지 진동(상부 좌,우 진동, 하부 좌,우 진동, 상,하 진동, 좌,우 진동)을 제9도에 나타낸 바와 같다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 세탁기 탈수 제어방법을 나타낸 흐름도 제10도와 세탁기 탈수시의 제어부 각부파형도 제11도를 참조하여 상세히 설명하면 다음 즉, 모터가 구동하기 시작하면 PWM 듀티를 제어하여 정해진 탈수속도 패턴으로 모터가 제어되고(S201)(S202), R'max(최대가속도), R'min(최소 가속도), ΔR(속도감소량), ΣR(모터의 누적회전량)을 0 으로 초기화 한다(S203).

상기 모터구동 초기 정속구간의 일정시간(t₁)이 경과할때 (tt₁) 속도감소량(ΔR= ΔRmax - ΔRmin)을 측정한다(S204)(S205).

상기 측정된 속도감소량이 최대 허용 감소량(설정치) 보다 크면 포 치우침이 과도한 것으로 판단하여(S206), 모터를 정지시키고 탈수조내의 포 치우침을 수정한후 다시 모터를 동작시킨다(S207)(S208).

여기서, 포 치우침에 의한 속도(PRM)진동의 수식 모델링화 하면

PRM(t) =PRM_avg(t) + K_P× sin(2πt/T_f) = R_avg(O) + α × t + K_P× sin(2πt/T_f) … (1)

(PRM_avg: 평균속도, R_avg(0) : 초기치 평균속도, K_P: 속도진동 비례상수 = 포 치우침

비례상수, α : 기본가속도 T_f: 진동주기 = 1/RPM_avg) 즉,

tt₁일때, ΔR = PRM(tn) - RPM(tm)

= α(tn - tm) + Kp × sin(2πt/T_f) - sin(2πt/T_f) … (2)

또한,

tt₁일때, PRM(t)' = dRPM(t)/dt = α + K_P× sin(2πt/T_f) × cos(2πt/T_f)ΔR' = PRM(tn)' - RPM(tm)'

= K_P× (2πt/T_f) = {cos(2πt/T_f) - cos(2πt/T_f)} … (3)

상기 포 치우침에 의한 속도(PRM) 진동의 수식을 제12도 탈수시간 tt₁일때의 탈수시 포 치우침에 의한 탈수조 진동으로 인한 속도진동 그래프도 (a)와 탈수시간 t₁tt₂일때의 탈수시 포 치우침에 의한 탈수조 진동으로 인한 속도진동 그래프(b)를 참조.

상기 초기 정속구간 (t₁t)이상 일때 즉, (t₁tt₂)일때는 탈수조의 진동량을 가, 감속시나 정속시에 관계없이 측정하기 위하여 매번 탈수조 1회전 즉, Tf 주기내에서의 최대가속도(R'max) 및 최소가속도(R'min) 그리고 회전량 ΣR 측정한다(S209).

그러나, 정속구간에는 초기 감지방식의 ΔR이 진동량에 비례함(α = 0)을 알 수 있으나, 가,감속시 즉, α ≠ 0 일때는 ΔR은 α를 포함하므로 진동량만을 측정하지 못한다.

따라서, 정속시나 가,감속시 어느 때라도 진동량을 측정하기 위해서는 식(3)에서와 같이 가속도 변화량(ΔR')을 측정하면, 기본가속도 α영향을 제거하고 순수한 진동량에 비례하는 정보를 얻는다.

상기 회전량 ΣR이 1회전이면 가속도변화량과 최대 허용 가속도변화량(설정치)를 비교한다(S210)(S211).

상기 측정된 가속도 변화량과 최대 허용 가속도변화량(설정치) 보다 크면(S211) 포 치우침이 과도한 것으로 판단하여 모터를 정지시키고 포 치우침을 수정한 후 다시 모터를 동작시킨다(S207) (S208).

상기 측정된 속도감소량이 최대속도 보다 작으면 진동량이 작은 것으로 판단하여 일정시간(t₂) 구간에서 t₂시간보다 적으면 스텝(202)으로 진행한다(S211)(S212).

상기 일정시간(t₂) 보다 크면 가속도변화량(ΔR')이 약할때는 최종탈수 속도를 빠르게(R₃)하고 (S212)(S213)(S215), 탈수시간이 완료될때까지 탈수를 진행한후 모터여력 회전이 끝나면 탈수가 완료된다(S218)(S219).

여기서, 본 발명에 따른 세탁기 탈수속도 제어패턴 그래프도 제13도 참조.

상기 가속도변화량이 중간일때는 최종 탈수속도를 중간(R₂)으로 하고 (S214)(216), 탈수시간이 완료될때까지 탈수를 진행한후 모터여력 회전이 끝나면 탈수가 완료된다(S218)(S219).

상기 가속도변화량이 최대 허용 가속도변화량 보다 작을때, 즉, ΔR'mΔR'ΔR'max는 최종탈수 속도를 느리게 (R₁)하고 (S217), 탈수시간이 완료될때까지 탈수를 진행한후 모터여력 회전이 끝나면 탈수가 완료된다(S218)(S219).

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 세탁기 탈수제어 방법은 속도센서로 탈수시 탈수조의 진동량을 감지하여 진동량에 따라 탈수속도를 제어함으로써 과도한 진동으로 인한 탈수소음을 줄이고 고장예방 및 수명을 연장하고 상,하 진동이나 하부 좌,우 진동이 심한 경우도 감지할 수 있어 보다 효율적으로 탈수행정을 수행하게 하는 효과가 있

다.

Claims

세탁기의 탈수동작에 있어서, 탈수시 속도감소량(ΔR = Rmax -Rmin)으로 진동량을 판정하는 단계와; 상기 탈수시 일정시간(t1) 경과후, 탈수조의 속도센서를 이용하여 탈수조 1회전 동안의 최대가속도(R'max) 및 최소가속도(R'min)를 측정하여 탈수조의 진동을 감지하여 모터를 정지시키고 포 치우침을 수정동작을 하거나 계속 탈수를 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 탈수제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 최대가속도(R'max)나 최소가속도(R'min) 대신에 기본가속도 α를 측정하여 대신하는 것을 특징으로하는 세탁기 탈수제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2과정에서 일정시간(t₂) 경과후 최종 탈수속도를 진동량에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 탈수제어 방법.