KR0162405B1 - 중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에서 세탁기의 포량을 감지하는 기술에 관한 것으로, 종래의 포량감지 수단에 있어서는 중량 변화에 대한 변위 대 주파수를 룩업테이블로 구축하였기 때문에 센서 및 사용조건의 변화에 따라 오차가 발생되는 결함이 있었는 바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 제품 출하전 세탁조의 무게를 일정단위로 증가시키면서 중량센서의 출력주파수를 읽어 그 출력주파수와 단위 무게당 주파수 증가율을 기억장치에 저장한 후, 세탁기에 전원이 투입될 때 상기 중량센서의 출력주파수를 측정하고, 이를 근거로 초기치를 설정하며, 이후, 세탁포의 투입에 의해 증가되는 상기 중량센서의 출력주파수를 검출하여 초기치를 기준으로 주파수 증가율을 구하고, 이를 근거로 상기 기억장치에 저장된 데이타를 참조하여 포량을 계산하도록 하였다.

Description

중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 방법

제1도는 일반적인 세탁기의 개략도.

제2도는 제1도에 도시된 중량센서의 상세도.

제3도는 중량센서의 등가 회로도.

제4a도는 중량센서의 변위에 대한 출력주파수 그래프.

제4b도는 중량센서의 변위에 대한 출력전압 그래프.

제5도는 본 발명의 포량감지 방법이 적용되는 세탁기의 블록도.

제6a도는 세탁기의 주변환경에 따른 중량센서의 출력 그래프.

제6b도는 스프링상수의 편차를 무시한 중량센서의 출력 그래프.

제7도는 제6도의 그래프에 대한 데이타 표.

제8도는 본 발명의 포량감지 방법에 대한 신호 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세탁기 본체 2 : 세탁조

3 : 스너버 바 4 : 하부 플레이트

5 : 중량센서 6 : 펄세이터

7 : 클러치 8 : 댐퍼 캡

9 : 압축코일 10 : 코어

11 : 코일 12 : 코일보빈

51 : 표시부 52 : 키이입력부

53 : 수위감지부 54 : 전원부

55 : 마이크로컴퓨터 56 : 모터구동부

본 발명은 세탁기에서 세탁기의 포량을 감지하는 기술에 관한 것으로, 특히 세탁기 무게 등의 편차, 온도변화, 시간에 따른 경시변화 등에 영향을 받지 않고 중량센서를 이용하여 정확하게 포량을 감지할 수 있도록한 중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 방법에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 세탁기의 개략도로서 이에 도시한 바와 같이, 일측이 세탁기 본체(1)의 상단에 고정되어 중량센서(5)를 지지하는 스너버 바(3)와, 상기 스너버 바(3) 및 일측이 세탁조(2)에 고정된 하부 플레이트(4)에 의해 고정되는 구조를 갖고, 포량을 감지하기 위해 세탁조(2)의 중량을 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 중량센서(5)와, 상기 세탁조(2)내에 투입되는 세탁물을 세탁하기 위한 펄세이터(6) 및 그 펄세이터(6)에 모터의 회전력을 전달하기 위한 클러치(7)로 구성되었다.

제2도는 제1도에 도시된 중량센서(5)의 상세도로서 이에 도시한 바와 같이, 상기 스너버 바(3)에 의해 지지되며, 세탁조(2)의 하중을 전달받는 댐퍼 캡(8)과, 상기 댐퍼 캡(8)의 내부에 설치되어 세탁조(2)의 하중에 대응하여 탄성지지하는 압축코일(8)과, 상기 스너버 바(3)와 함께 댐퍼 캡(8)의 하부에 고정 설치되어 세탁조(2)의 중량을 전기적인 신호로 변환하기 위한 회로정수를 가변시키는 코어(10)와, 상기 코어(10)의 외측 대응되는 위치에 고정 설치되어 상기 세탁조(2)의 하중에 따라 승강되면서 세탁조(2)의 중량을 전기적인 신호로 변환하기 위한 회로정수를 가변시키는 코일(11)과, 상기 댐퍼캡(8)의 하부에 고정 설치되어 그 코일(11)을 지지하는 코일보빈(12)으로 구성되었으며, 상기 압축코일(9)은 압축코일스프링으로 이루어져 상기 댐퍼캡(8)과 일체로 된 지지축(9A)에 의해 일측이 지지되고, 타측은 스너버 바(3)에 의해 고정된 코어홀더(9B) 및 지지판(9C)에 의해 지지되도록 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 중량감지 장치의 작용을 제3도 및 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

세탁조(2)내에 세탁물이 투입되면 이 세탁물의 중량에 비례하여 세탁조(2)가 하강되고, 이때, 하부 플레이트(4)에 의해 그 하강되는 힘이 중량센서(5)의 댐퍼캡(5)에 전달되므로 그 댐퍼캡(9)이 아래 방향으로 밀려나게 된다.

이에 따라 탄성수단인 압축코일(9)이 압축되면서 스너버 바(3)의 길이방향으로 하강되고, 이와 함께 댐퍼캡(9)에 고정된 코일보빈(12), 코일(11)도 그 스너버 바(3)의 길이방향으로 하강된다. 이로 인하여 스너버 바(3)에 고정되어 있는 코어(10)와 댐퍼캡(8)에 고정되어 있는 코일(11)의 상대적인 변위가 제3도에서와 같이 나타나는데, 여기서 변위란 세탁조(2)의 중량에 따른 스너버 바(3)의 이동거리를 의미한다. 이 변위는 센서회로에 의해 제4a도 및 제4b도에서와 같이 주파수나 전압으로 반영되며, 마이크로컴퓨터(도면에 미표시)는 그 주파수나 전압을 근거로 포량(X1-X4)을 판정하게 된다.

상기의 과정을 통해 포량이 판정되면 그 포량에 따른 적절한 수량을 설정하여 급수를 시작하게 되는데, 일단 급수가 진행되면 급수로 인한 중량변화를 상기의 포량감지에서와 같은 방법으로 감지하고, 이와 같이 감지되는 중량감지신호를 마이크로컴퓨터에서 입력받아 이의 주파수를 설정 수위에 해당하는 주파수와 비교한다. 그 비교결과 측정된 수위와 설정된 수위가 일치될 때 급수밸브를 닫아 급수동작을 중지하고, 기 프로그램된 세탁코스로 진행한다.

그러나, 이와 같은 종래의 포량감지 수단에 있어서는 중량 변화에 대한 변위대 주파수를 룩업테이블로 구축하였기 때문에 센서 및 사용조건(예 : 세탁기별 오차, 온도 영향, 시간경과에 따른 경시변화)의 변화에 따라 오차가 발생되는 결함이 있으며, 사용되는 센서의 갯수가 적을수록 포량의 불균형 및 세탁기의 기울음에 대한 영향을 받아 더 큰 오차가 발생되는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 초기 무부하상태에서의 중량감지신호의 주파수와 세탁물 투입에 의해 변화되는 중량감지신호의 주파수를 비교하고, 그 비교결과를 근거로 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 방법은 변위를 일정비율로 증가시키면서 중량센서의 출력주파수를 검출하여 그때의 변위 및 그 주파수의 증가율을 저장하는 제1단계(S1,S2)와, 전원 투입전의 주파수를 기 저장된 주파수와 비교하여 그 결과를 무부하 초기값으로 설정한 후 세탁포의 투입여부를 확인하는 제2단계(S3,S4)와, 세탁포가 투입되면 중량센서의 출력주파수를 검출하여 무부하상태를 기준으로 주파수 증가율을 구하고, 이를 상기 제1단계에서 저장된 데이타와 비교하여 포량을 구하는 제3단계(S5,S6)와, 포량에 상응되는 수위를 설정한 후 상기 포량검출에서와 같은 방법으로 급수량을 검출하여 해당 수위에 도달될 때 세탁 및 탈수행정을 수행하는 제4단계(S7-S10)로 이루어진다.

제5도는 본 발명의 포량감지 방법이 적용되는 세탁기의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 세탁코스 포량등 각종 세탁정보를 표시하는 표시부(51)와, 사용자가 설정하는 각종 제어명령을 받아들이는 키이입력부(52)와, 수위를 감지하여 그에 따른 신호를 출력하는 수위감지부(53)와, 시스템 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하는 전원부(54)와, 상기 키이입력부(52)를 통해 입력되는 키이신호에 따라 세탁을 실시하기 위하여 시스템을 총괄제어하는 마이크로 컴퓨터(55)와, 세탁조(3)의 중량변화에 따른 코어와 코일의 상호작용에 의해 전기적인 신호를 출력하는 중량센서(5)와, 모터(7)의 구동을 제어하는 모터구동부(56)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제1도 및 제2도, 제6도 내지 제8도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

중량센서(5)의 실제 출력값은 각각의 세탁기에 따른 오차, 온도영향, 사용에 따른 경시변화, 포의 치우침, 세탁기의 기울음 등으로 인하여 변위 대 주파수의 값이 일정하게 나타나지 않고 제6a도에서와 같이 불규칙적인 산포를 나타냄을 알 수 있다.

그러나, 스프링 상수의 편차가 적다고 가정하면 제6b도와 같은 그래프(g1-g3)로 표현할 수 있으며, 이를 데이타 표로 나타낸 것이 제7도인데, 이에 도시된 바와 같이 변위가 증가되면 즉, 포량 및 물이 일정하게 증가되면 이에 따라 중량센서(5)의 중량검출에 따른 주파수가 증가됨을 알 수 있다.

다시말해서, 무부하상태 즉, 세탁조(2) 내부에 세탁물을 전혀 넣지 않은 상태에서는 각각의 그래프(g1-g3) 상에서 주파수가 0.5㎐, 1.0㎐, 1.5㎐ 등의 편차로 나타남을 알 수 있으며, 그래프(g1)에서의 변위에 따른 주파수 증가치를 보면 0.6, 1.1, 1.3의 크기로 나타나고, 다른 그래프(g2), (g3)에서도 이와 유사하게 주파수가 증가됨을 알 수 있다.

따라서, 변위(무게)를 일정치만큼 증가시키면서 변화되는 주파수를 측정하여 그때의 주파수, 주파수의 증가율에 대한 변위 데이타를 기억장치에 저장한다.

이와 같이 포량을 감지하기 위한 데이타를 기억장치에 저장한 후, 마이크로 컴퓨터(55)는 전원이 투입되면 상기 중량센서(5)를 통해 검출되는 중량감지신호의 주파수를 읽어들이고, 이를 상기의 측정과정에서 이미 저장된 주파수와 비교하여 해당 주파수에 상응되는 변위를 이 세탁기의 무부하 초기값으로 설정한다.

이후, 사용자에 의해 세탁조(2)에 포가 투입되면 이에 의해 세탁조(2)의 무게가 변화되고, 이로 인하여 상기 중량센서(5)에서 출력되는 중량감지신호의 주파수가 변화되는데, 이때의 주파수를 상기 무부하상태에서의 주파수와 비교하여 그 증가된 주파수를 근거로 증가된 세탁조(2)의 무게 즉, 포량을 감지하게 된다.

다시말해서, 제6b도의 그래프(g2)에서와 같이 초기 무부하 상태에서의 변위는 20MM, 주파수가 1.6㎐인데, 1㎏의 포가 투입되어 이때의 주파수가 2.7㎐로 검출되는 경우, 증가된 주파수는 1.1㎐이므로 이를 기 저장된 주파수 증가율과 비교하여 현재 1㎏의 포가 투입된 것으로 판단하게 된다.

이와 같은 과정을 통해 포량이 검출되면 그 검출된 포량에 상응되는 수위를 유지하기 위해 목표수위에 상응되는 주파수를 설정한 후 급수동작을 시작하여 그 설정된 주파수가 검출될 때 급수동작을 중지하고, 기 설정된 세탁행정에 따라 세탁을 진행하게 된다.

참고로, 무부하 초기값은 제품이 출하되기 전에 각각의 세탁기마다 무부하 초기값을 측정하여 초기치로 설정하고 이를 비휘발성 메모리에 영구 기억시키거나, 또는, 제품이 출하되기 전에 각각의 세탁기마다 일정하게 초기값을 설정하여 비휘발성 메모리에 저장한 후 전원투입시 중량센서의 출력주파수를 읽어들여 그 기억장치에 저장된 초기값과 비교하고 그 결과 증감분이 일정치 이상일 경우 그 무게를 기본 무게로 인지하고, 이후의 증감분은 계산된 무게에 더하여 상기와 같이 포량을 판단하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 초기 무부하상태에서의 중량감지신호의 주파수와 세탁물 투입에 의해 변화되는 중량감지신호의 주파수를 비교하여 그 비교결과를 근거로 포량을 감지함으로써 세탁기의 무게 등의 편차, 온도변화, 시간에 따른 경시변화 등에 영향을 받지 않고 포량을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있으며, 한개의 센서만을 이용하여 중량을 감지하게 되므로 비용 및 고정율을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 세탁물과 물의 무게로 인한 세탁조의 변위를 중량센서로 측정하여 세탁조에 걸리는 하중을 직접 감지하는 방식으로 투입된 세탁물의 포량과 급수량을 감지하고, 이 감지된 정보를 이용하여 세탁행정을 수행하는 세탁기의 포량방법에 있어서, 제품 출하전 세탁조의 무게를 일정 단위로 증가시키면서 중량센서의 출력주파수를 읽어 그 출력주파수와 단위 무게당 주파수 증가율을 기억장치에 저장하는 단계와, 세탁기에 전원이 투입될 때 상기 중량센서의 출력주파수를 측정하고, 이를 근거로 초기치를 설정하는 단계와, 세탁포의 투입에 의해 증가되는 상기 중량센서의 출력주파수를 검출하여 초기치를 기준으로 주파수 증가율을 구하고, 이를 근거로 상기 기억장치에 저장된 데이타를 참조하여 포량을 계산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 방법.
2. 제1항에 있어서, 제품 출하전 세탁조의 무게를 일정치로 설정하여 저장한 후, 전원투입시 중량센서의 출력주파수를 측정하여 그 측정된 주파수가 저장된 주파수에 비하여 일정치 이상으로 판명되면 그 값을 투입된 무게로 계산하고, 이후 포의 투입에 따라 증가되는 무게와 더하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중량센서를 채용한 세탁기의 포량감지 방법.