KR0184188B1

KR0184188B1 - 세탁기의 세탁제어장치

Info

Publication number: KR0184188B1
Application number: KR1019960040846A
Authority: KR
Inventors: 양이우
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1999-05-15
Also published as: KR19980021848A

Abstract

본 발명은 세탁중 투입되는 세탁물의 량과 그 오염도를 검출하여 보다 청결하게 세탁하기 위한 세탁기의 세탁 제어장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 세탁기의 전체 시스템을 제어하는 마이콤과, 마이콤으로부터 순시적으로 출력된 제어 신호에 따라 동작하게 세탁모터의 구동을 제어하는 부하구동부와, 세탁모터에 인가되는 동작전압 차단시 그 세탁모터의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압으로 세탁조내의 포량을 순시적으로 검출하여 마이콤에 입력하는 포량감지부와, 세탁조내 세탁물의 오염도를 순시적으로 검출하여 출력하는 오염 센서와, 세탁행정을 진행하기 위한 프로그램을 저장하는 이이피롬과, 세탁모터로부터 피이드백된 실제속도와 기준속도를 비교하여 그 오차를 검출하고 오차 보상값을 출력하는 비례적분동작부과, 세탁모터로부터 피이드백된 실제속도와 기준속도, 그리고 초기의 전류량과 세탁물 투입 후의 전류량을 인가받아 연산하고 그 결과를 뉴로-퍼지부로 출력하는 부하연산부와, 부하연산부로부터 출력된 연산값을 뉴로-퍼지화 과정을 통해 지령 속도 및 위상각을 변경하여 출력하는 뉴로-퍼지부와, 비례적분동작부로부터 출력된 오차 보상값과 뉴로-퍼지부로부터 변경된 지령 속도 및 위상각에 따라 세탁모터의 속도를 제어하는 위상 제어부로 구성된다.

Description

세탁기의 세탁제어장치

제1도는 종래 세탁기 세탁제어장치의 블럭 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 세탁기 세탁제어장치의 블럭 구성도.

제3도는 제2도에 적용되는 세탁모터의 속도제어 블럭 구성도.

제4도는 제2도의 초기 세탁제어과정과 새로운 세탁물 투입시 세탁제어 과정의 출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 마이콤 102 : 부하구동부

103 : 세탁모터 104 : 포량감지부

105 : 세탁조 106 : 오염센서

107 : 이이피롬(EEPROM) 108 : 비례적분동작부

109 : 부하연산부 110 : 뉴로-퍼지부

111 : 위상제어부

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 특히 세탁중 투입되는 세탁물의 량과 그 오염도를 검출하여 보다 깨끗하게 세탁하기 위한 세탁기의 세탁 제어장치에 관한 것이다.

종래의 세탁기는 제1도에 도시된 바와 같이 세탁기의 전체 시스템을 제어하는 마이콤(1)과, 상기 마이콤(1)으로부터 출력된 제어 신호에 따라 동작하여 세탁모터(3)의 구동을 제어하는 부하구동부(2)와, 상기 세탁모터(3)에 인가되는 동작전압 차단시 그 세탁모터(3)의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압으로 세탁조(도면에는 미도시)내의 포량을 검출하여 상기 마이콤(1)에 입력하는 포량감지부(4)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 세탁기는 먼저 사용자가 키이입력부(도면에는 미소시)에 구성된 세탁키이를 눌러 포량검출에 의한 세탁행정을 입력시키면 마이콤(1)은 키이입력부의 키이신호를 읽어들여 초기동작을 수행한다.

즉, 초기에 상기한 마이콤(1)은 부하구동부(2)를 통해 냉수 및 온수밸브(도면에는 미도시)를 열어 세탁조로 소량수위까지 급수를 하게 된다.

이후, 세작조내에 소량수위까지 급수가 완료되면 마이콤(1)은 세탁조내의 포량을 감지하기 위하여 일정시간동안 부하구동부(2)를 통해 세탁모터(3)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전을 시킨다.

한편, 마이콤(1)은 일정시간이 경과하면 상기 부하구동부(2)를 통해 세탁모터(3)를 오프시키게 된다.

이때, 세탁모터(3)는 부하구동부(2)에서 동작전압이 차단되더라도 회전의 관성력에 의해 곧바로 멈추지 않고 속도가 감소되면서 점차적으로 멈추게 된다.

즉, 세탁조내의 포량의 많으면 세탁모터(3)의 회전은 펄세이터(도면에는 미도시)와 세탁물간의 마찰력이 심해지므로 좀더 빨리 멈추어지게 되고, 세탁물이 적으면 마찰력이 적어져 세탁모터(3)의 회전이 서서히 감소하게 된다.

이와 같은 원리로 세탁모터(3)의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압을 포량감지부(4)로 검출하여 이를 정형화하고 디지탈 신호로 변환한 후 마이콤(1)에 입력한다.

그러면, 마이콤(1)은 상기 포량감지부(4)에서 얻어진 파형의 갯수에 따라 포량의 많고 적음을 판단하고 그 판단한 포량에 따라 수위(고수위, 중수위, 저수위, 소수위, 푀소수위)중 한가지의 세탁수위를 설정함과 아울러 세탁시간을 설정하게 된다.

이후, 설정된 시간동안 세탁행정을 진행시키게 되고, 세탁행정이 완료되면 배수를 한 후 전술한 바와 같이 포량감지를 재차 실시하여 헹굼수위를 결정하게 된다.

이렇게 하여 헹굼수위를 결정하게 되면 그 결정된 수위로 헹굼행정을 진행시키게 된다.

그러나 이러한 종래의 세탁기는 세탁 중간에 세탁물을 투입하여도 그 량이나 오염도를 체크하지 못하므로 이를 위한 세탁을 할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 세탁중 투입된 세탁물의 량을 감지하고 그 오염도를 측정하여 보다 정밀한 세탁을 하고자 한 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은 세탁기의 전체 시스템을 제어하는 마이콤과, 상기 마이콤으로부터 순시적으로 출력된 제어신호에 따라 세탁모터의 구동을 제어하는 부하구동부와, 상기 세탁모터에 인가되는 동작전압 차단시 그 세탁모터의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압으로 세탁조내의 포량을 순시적으로 검출하여 상기 마이콤에 입력하는 포량감지부와, 상기 세탁조내 세탁물의 오염도를 순시적으로 검출하여 출력하는 오염 센서와, 상기 세탁행정을 진행하기 위한 프로그램을 저장하는 이이피롬으로 이루어진 것이다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 세탁기 세탁제어장치의 블럭 구성도를 나타낸 것으로서, 세탁기의 전체 시스템을 제어하는 마이콤(101)과, 상기 마이콤(101)으로부터 순시적으로 출력된 제어 신호에 따라 세탁모터(103)의 구동을 제어하는 부하구동부(102)와, 상기 세탁모터(103)에 인가되는 동작전압 차단시 그 세탁모터(103)의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압으로 세탁조(105)내의 포량을 검출하여 순시적으로 상기 마이콤(101)에 입력하는 포량감지부(104)와, 상기 세탁조(105)내 세탁물의 오염도를 순시적으로 검출하여 출력하는 오염 센서(106)와, 상기 세탁행정을 진행하기 위한 프로그램을 저장하는 이이피롬(107)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면 제2도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 키이입력부(첨부한 도면에는 미도시)에 구성된 세탁키이(첨부한 도면에는 미도시)를 눌러 포량검출에 의한 세탁행정을 입력시키면 마이콤(101)은 키이입력부의 키이신호를 읽어들여 초기동작을 수행한다.

즉, 초기에 마이콤(101)은 부하구동부(102)를 통해 냉수 및 온수밸브(첨부한 도면에는 미도시)를 열어 세탁조(105)로 소량수위까지 급수를 하게 된다.

이후, 세탁조(105)내에 소량수위까지 급수가 완료되면 마이콤(101)은 상기 세탁조(105)내의 포량을 감지하기 위하여 일정시간동안 부하구동부(102)를 통해 세탁모터(103)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전을 시킨다.

그리고, 마이콤(101)은 일정시간이 경과하면 상기 부하구동부(102)를 통해 세탁모터(103)를 오프시키게 된다.

이때, 세탁모터(103)는 부하구동부(102)에서 동작전압 공급이 차단되더라도 회전의 관성력에 의해 곧바로 멈추지 않고 속도가 감소되면서 점차적으로 멈추게 된다.

즉, 세탁조(105)내의 포량이 많으면 세탁모터(103)의 회전은 펄세이터(첨부한 도면에는 미도시)와 세탁물(첨부한 도면에는 미도시)간의 마찰력이 심해지므로 좀더 빨리 멈추어지게 되고, 세탁물이 적으면 마찰력이 적어져 세탁모터(103)의 회전이 서서히 감소하게 된다.

이러한 원리로 포량감지부(104)는 세탁모터(103)의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압을 검출하여 이를 정형화하고 디지탈 신호로 변환한 후 마이콤(101)에 입력한다.

아울러, 오염 센서(107)는 상기 세탁조(105)내 세탁물의 오염 정도를 검출하고 그 결과를 전기적인 신호로 변환하여 상기 마이콤(101)에 입력하게 된다.

그러면, 마이콤(101)은 상기 포량감지부(104)에서 얻어진 파형의 갯수와 오염 센서(107)로부터 검출된 오염치에 따라 포량의 많고 적음과 세탁물의 오염정도를 판단하고 그 판단한 포량과 오염 정도에 따라 수위(고수위, 중수위, 저수위, 소수위, 최소수위)중 한가지의 세탁수위를 설정함과 아울러 세탁시간을 설정하고 그 설정된 시간동안 세탁행정을 진행하게 된다.

아울러, 마이콤(101)은 상기 설정된 시간동안 세탁행정을 진행하는 동안 포량감지부(104)와 오염 센서(107)로부터 순시적으로 검출된 포량 변화와 그에 따라 오염도를 입력받아 부하구동부(102)를 제어하여 세탁행정을 진행하게 된다.

이후, 세탁중 사용자가 세탁조(105)내로 새로운 세탁물을 투입하게 되면 마이콤(101)은 제3도에 도시된 바와 같이 세탁모터(103)의 실제속도를 피이드백하여 비례적분동작부(108)로 입력하게 된다.

그러면, 비례적분동작부(108)는 입력된 기준속도와 피이드백된 실제속도를 비교하여 그 오차를 검출하고 오차 보상값을 위상제어부(11)로 출력하게 된다.

아울러, 부하연산부(109)는 상기 기준속도와 실제속도 그리고, 세탁모터(103)로부터 초기의 전류량(i_A)과 세탁물 투입 후의 전류량(i_B)을 인가받아 연산하고 그 결과를 뉴로-퍼지부(110)로 출력하게 된다.

그러면, 뉴로-퍼지부(110)는 다음과 같은 식에 의해서 위상각을 변경하여 지령 위상각을 앞당기거나 뒤지게 하여 부하에 대한 속도를 변경하게 된다.

T _input = J(d _w /d _t )- T _L

여기서, T_input=입력 토오크(Input Torque)이고, T_L=부하 토오크이고, j=관성 모먼트이다.

⇒d _w / d _t = (1/J)T _input - T _L

⇒T _L = -(1/J)(d _w /d _t )+ T _input . . . . .식 (1)

상기한 식(1)에서 T_input은 다음과 같다.

T= Ψ*i. . . . . 식 (2)

여기서, T=원래 토오크이고, Ψ=자속이고, i=전류이고, *=벡터 곱이다.

따라서, Input 전류는 다음과 같다.

i _id = i _A ·cosθ -i _B ·sinθ,i _iq = -i _A ·sinθ +i _B ·sinθ . . . 식 (3)

여기서, 식(3)은 고정자 좌표계에서 회전자 좌표계로 변환하고 i_ia와 i_iq는 직류치로 되어 있으며 실제적으로 토오크를 발생시키는 전류는 i_iq이고, 자속을 발생시키는 전류는 i_ia이므로 식(2)는 다음과 같이 변경된다.

T=Lm(i _id ×i _iq ) . . . . . . 식 (4)

또한, θ각의 측정은 다음과 같다.

즉, θ =w _r t+ θ _s ₁. . . . . . 식 (5)

여기서, ω_r=실제 속도이고, θ_s1=슬립(Slip)각이다.

식(4)를 식(1)에 대입하면

T _L = -(1/J)(d _w /d _t )+ Lm(i _id ×i _iq ) . . . . . 식 (6)

위의 수식 전개 과정을 뉴로-퍼지(Neuto-Fuzzy)화함으로서, 완전히 부하를 순시적으로 측정할 수 있으며 어떤 부하가 입력되더라도 모터 정격이 상이 되지 않는 한 속도를 줄이거나 증가함이 없이 세탁을 실시할 수 있다.

또한, 오염 센서를 통해 오염도를 측정하여 세탁 시간을 순시적으로 조절할 수가 있다.

제4도는 제2도의 초기 세탁제어과정과 새로운 세탁물 투입시 세탁제어 과정의 출력 파형도로서, 도시된 바와 같이 세탁중 세탁물 투입전에는 위상각(α)를 갖지만 세탁물이 투입되면 위상각(β)을 갖도록하여 t_s시간 후 지령속도에 도달하도록 한다.

아울러, 위상제어부(111)는 상기 비례적분동작부(108)로부터 출력된 오차 보상값와 뉴로-퍼지부(110)로부터 출력된 위상각 제어신호에 따라 세탁모터(103)이 속도를 제어하게 된다.

그러나, 실제 세탁모터(103)의 회전속도는 여러가지 요인에 의해 기준 출력속도와는 차이가 나게 되므로 이를 보정하기 위하여 실제출력속도를 피이드백하여 기준속도와 비교하고 그 결과에 따라 기준속도와 실제속도가 일치할때까지 상기 과정을 반복하여 세탁모터(103)의 속도를 제어하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 세탁중 투입되는 세탁물의 량과 그 오염도를 감지하고 이를 통해 속도의 저감 또는 증가를 방지하여 원래 세탁물뿐만 아니라 새로운 세탁물도 깨끗하게 세탁할 수 있는 효과가 있다.

Claims

세탁기의 전체 시스템을 제어하는 마이콤(101)과, 상기 마이콤(101)으로부터 순시적으로 출력된 제어 신호에 따라 동작하여 세탁모터(103)의 구동을 제어하는 부하구동부(102)와, 상기 세탁모터(103)에 인가되는 동작전압 차단시 그 세탁모터(103)의 회전 관성력에 의해 발생되는 여력전압으로 세탁조(105)내의 포량을 검출하여 순시적으로 상기 마이콤(101)에 입력하는 포량감지부(104)와,상기 세탁조(105)내 세탁물의 오염도를 순시적으로 검출하여 출력하는 오염 센서(106)와, 상기 세탁행정을 진행하기 위한 프로그램을 저장하는 이이피롬(107)과, 상기 세탁모터(103)로부터 피이드백된 실제속도와 기준속도를 비교하여 그 오차를 검출하고 오차 보상값을 출력하는 비례적분동작부(108)과, 상기 세탁모터(103)로부터 피이드백된 실제속도와 기준속도, 그리고 초기의 전류량(i_A)과 세탁물 투입 후의 전류량(i_B)을 인가받아 연산하고 그 결과를 뉴로-퍼지부(110)로 출력하는 부하연산부(109)와, 상기 부하연산부(109)로부터 출력된 연산값을 뉴로-퍼지화 과정을 통해 지령 속도 및 위상각을 변경하여 출력하는 뉴로-퍼지부(110)와, 상기 비례적분동작부(108)로부터 출력된 오차 보상값과 뉴로-퍼지부(110)로부터 변경된 지령 속도 및 위상각에 따라 세탁모터(103)의 속도를 제어하는 위상 제어부(111)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 세탁기의 세탁제어장치.