KR100339012B1

KR100339012B1 - 세탁기의 이상현상 감지방법

Info

Publication number: KR100339012B1
Application number: KR1019990068591A
Authority: KR
Inventors: 이팔진
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2002-05-31
Also published as: KR20010039503A

Abstract

본 발명은 탈수 행정시 세탁기의 전복, 물참, 언밸런스 현상을 구분하여 그 구분 결과에 따라 원활한 탈수가 진행될 수 있도록 하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 관한 것으로서,

탈수 행정시 볼 움직임에 의한 주파수 변화를 통해 수위 및 언밸런스 여부를 감지할 수 있는 수위/진동 센서를 이용한 주파수 변화를 통해 세탁수 및 주변 온도 변화를 고려하여 비정상적인 주파수 변화 발생시 세탁기의 전복, 물참, 언밸런스 현상을 정확하게 구분 감지하는 동시에 그 구분된 결과에 따라 해당 현상을 해결하기 위한 각각의 동작을 수행함으로써 기존의 기계적 스위칭 방식이 아니라 주파수 변화를 통한 전자식 감지 방식을 통해 장기간 사용할 수 있는 동시에 구조적 변형이 없고, 시스템의 오동작이 방지됨은 물론이고 탈수 성능이 향상될 수 있고, 세탁기의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

세탁기의 이상현상 감지방법{A controlling method of something wrong for washer}

본 발명은 탈수 행정시 세탁기의 전복, 물참, 언밸런스 현상을 구분하여 그 구분 결과에 따라 원활한 탈수가 진행될 수 있도록 하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 관한 것으로서, 특히 탈수 행정시 볼 움직임에 의한 주파수 변화를 통해 수위 및 언밸런스 여부를 감지할 수 있는 수위/진동 센서를 이용한 주파수 변화를 통해 세탁수나 주변의 온도 변화를 고려하여 전복, 물참, 언밸런스 현상을 정확히 구분 감지할 수 있는 세탁기의 이상현상 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 때가 묻은 의류를 세탁액 속에 넣으면 세제의 화학 작용으로 섬유에서 때가 분리되지만 세제만의 작용으로는 시간이 오래 걸리므로 마찰이나 진동 등의 기계적 작용을 가하여 때가 빠지는 속도가 빨라지도록 하는 작용을수행하게 된다.

이러한 세탁기의 세탁운전 제어는, 먼저 세탁조에 투입된 의류 등의 포량을 감지하여 포량이 판정되면 그 포량에 따라 물 흐름과 세제 및 전체 세탁시간을 설정한 후에 전체 세탁시간에 수반하여 펄세이터의 반전 회전을 통해 물을 와류시켜서 세탁물과의 마찰로 세탁물에 묻은 때를 분리하는 세탁행정을 수행한다.

다음, 상기 세탁행정이 완료되면 세탁조 내의 혼탁한 물을 배출시키고 세탁조에서 새로운 물을 공급하여 이미 시스템에서 설정된 회수동안 헹구기를 하는 헹굼 행정을 수행한다. 그리고, 상기 헹굼 행정이 완료되면 세탁조 내의 물을 배출하고 유도전동기를 정해진 속도로 고속 회전시켜 세탁물의 물기를 원심 분리 방식으로 제거하여 탈수를 하는 탈수행정을 수행한다.

상기와 같은 세탁기의 세탁운전 제어 중에서 탈수시 세탁조 내에 포가 한쪽으로 치우침으로 인해 세탁조가 언밸런스 상태가 될 수 있다. 이러한 세탁조의 언밸런스 상태를 감지하기 위해 접점 방식을 이용한 진동센서가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 세탁조(10)의 진동 또는 밸런스를 감지하기 위해 'ㄱ'자형으로 형성되어 그 수평 및 수직 부분이 교차되는 부분이 힌지 고정된 스위치레그(31)와, 상기 스위치레그(31)의 일측과 접촉되어 전기적인 신호를 생성 출력하는 제1 및 제2 접점부재(32, 33)를 포함한다.

특히, 상기 스위치레그(31)는 일측이 스프링(34)과 연결되어 제1 접점부재(32) 또는 제2 접점부재(33)에 접촉된 후에 다시 원상태로 복귀되도록 형성되고, 그 타측은 세탁조(10)와 일정 간격을 두고 설치되어 세탁조(10)의 타격에 의해 도 2를 기준으로 우측 방향으로 이동되도록 형성된다.

상기와 같이 구성되는 진동센서의 동작은, 세탁물이 세탁조의 벽에 균등하게 배치되면 세탁조의 동심축을 중심으로 동일한 회전반경을 갖고 회전을 하게 되며, 이것에 수반하여 세탁조(10)의 진동이 발생되지 않는 밸런스 상태를 이루게 되어 정해진 시간 동안 탈수가 진행될 수 있다. 그러나, 세탁물이 세탁조의 한쪽 벽에 치우치게 되면 세탁조가 편심 회전을 하게 되고, 그 편심 회전 정도가 커지면 세탁조가 세탁조(10)를 타격하게 된다.

이때, 상기 세탁조(10)의 타격 정도에 따라 진동폭이 증가하여 세탁조(10)가 1회전 시마다 스위치레그(31)를 타격하게 되고, 그에 따라 상기 스위치레그(31)가 우측 방향 또는 스프링(34)에 의해 시계방향으로 회동하면서 제1 및 제2 접점부재(32, 33)를 전기적으로 단락/개방시켜 주게 된다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 접점부재(32, 33) 중 어느 하나의 접점부재로부터 전기적인 신호가 발생되면 급수밸브를 통해 세탁조 내에 물을 공급하여 일정 시간 동안 포풀림 행정을 진행함으로써, 결과적으로 세탁물이 세탁조의 벽에 균등하게 배치가 이루어져 진동이 줄어들게 되고, 진동이 줄어들게 되면 계속적으로 탈수 행정을 수행하게 된다.

그런데, 상기 포풀림 행정 후에도 상기 제1 및 제2 접점부재(32, 33)로부터 전기적인 신호가 계속적으로 발생하게 되면 유도전동기를 정지시켜 과도진동에 따른 위험을 방지하게 된다.

그런데, 진동센서에는 상기와 같은 구성으로 동작되는 것 외에도 세탁조의 진동 또는 밸런스를 감지할 수 있도록 중앙에 소정 크기의 홀이 형성된 오목 형태로 라운드진 몸체부 내부에 롤링체가 삽입되어 있고, 상기 몸체부와 일정 간격을 두고 그 하부에는 발광부, 그 상부에는 수광부가 설치되어 있는 것도 있다.

상기에서, 세탁조가 언밸런스 상태이거나 진동되면 롤링체가 상하좌우로 움직이게 되고, 그에 따라 상기 몸체부의 하부에 있는 발광부의 빛이 수광부가지 전달되게 된다. 따라서, 상기 수광부에서 발광부의 빛을 전달받으면 현재 세탁조가 한쪽으로 치우쳐 있거나 비정상적으로 진동되고 있음을 감지할 수 있게 된다.

그러나, 종래 경우에는 진동센서는 기구적인 접점 및 스프링(34)을 사용하기 때문에 접점의 경년변화 및 접점의 부식 등의 고장 요인이 발생되며, 특히 기구적인 접점에 따른 접점 간격 조정의 필요성, 열화에 따른 스프링(34)의 복원력 감소 및 복잡성 때문에 정확한 진동 감지가 불가능하다는 문제점이 있다.

예를 들면, 진동센서의 스위치레그(31)가 세탁조(10)에 너무 가깝게 설치되어 있으면 세탁조(10)의 약간의 진동도 감지하여 불필요한 동작을 수행하게 될 수 있고, 정상보다 너무 멀리 설치되어 있으면 일정 이상의 진동만을 감지하기 때문에 포풀림이나 유도전동기의 정지 동작을 수행해야함에도 불구하고 제대로 동작하지 않아 안전성이 보장될 수 없으므로 스위치레그(31)의 초기위치가 상당히 중요하다. 상기 스위치레그(31)를 정확한 위치에 설치하려면 비용이 추가될 뿐만 아니라 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 탈수 행정시 볼 움직임에 의한 주파수 변화를 통해 수위 및 언밸런스 여부를 감지할 수 있는 수위/진동 센서를 이용한 주파수 변화를 통해 세탁수 및 주변 온도 변화를 고려하여 세탁기의 전복, 물참, 언밸런스 현상을 정확하게 구분 감지하는 동시에 그 구분된 결과에 따라 해당 현상을 해결하기 위한 동작을 수행함으로써 기존의 기계적 스위칭 방식이 아니라 주파수 변화를 통한 전자식 감지 방식을 통해 장기간 사용할 수 있는 동시에 구조적 변형이 없고, 시스템의 오동작이 방지됨은 물론이고 탈수 성능이 향상될 수 있고, 세탁기의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 세탁기의 이상현상 감지방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 접점 방식을 이용한 진동센서의 구성이 도시된 도면,

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 수위/진동 센서의 구성이 도시된 사시도,

도 3은 상기 수위/진동 센서가 적용된 세탁기에서 진동감지 원리가 도시된 도면,

도 4는 본 발명에 따른 세탁기의 언밸런스 감지방법이 도시된 순서도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 세탁기의 이상현상 감지방법이 도시된 순서도,

도 6은 도 5의 일부 구성요소인 세탁기의 이상현상 구분 및 그 구분결과에 따른 해결 동작이 도시된 순서도,

도 7은 일반적인 세탁기의 탈수 행정시 시간별 주파수 변화가 도시된 그래프.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

41 : 아웃 케이스 42 : 세탁외조

43 : 세탁내조 44 : LC 공진회로

45 : 주파수감지수단 46 : 마이컴

50 : 하우징 51 : 공압유입구

52 : 다이어프램 53 : 코어홀더

54, 55 : 코어 및 코일 56 : 지지부재

57, 58 : 캡 및 스프링 59 : 볼고정 서포터

60 : 수위/진동 센서 B : 볼

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 세탁기의 이상현상 감지방법의 제1 특징에 따르면, 인덕턴스를 갖는 코일과, 상기 코일과 근접한 위치에서 인덕턴스를 가변시키기 위해 이동되는 강자성체가 구비되어 수위 또는 진동을 감지하는 센서를 포함하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 있어서, 상기 코일과 강자성체의 상호 작용에 의한 인덕턴스 변화량에 따른 주파수 변화를 감지하여 탈수 행정시 정상 상태에서의 허용 주파수 범위를 설정하는 허용주파수 설정단계와, 탈수 행정이 진행되면서 주파수 변화를 계속적으로 감지하여 그 감지 결과가 상기 허용 주파수 범위를 벗어나면 현재 비정상 탈수가 진행되고 있음을 판단하는 이상유무 판단단계를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명의 제2 특징에 따르면, 인덕턴스를 갖는 코일과, 상기 코일과 근접한 위치에서 인덕턴스를 가변시키기 위해 이동되는 강자성체가 구비되어 수위 또는 진동을 감지하는 센서를 포함하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 있어서, 상기 코일과 강자성체에 상호 작용에 의한 인덕턴스 변화량에 따른 주파수 변화를 감지하여 탈수 행정시 정상 상태에서의 허용 주파수 범위를 설정하는 제1 단계와; 탈수 개시 직전에서 탈수 개시 시점까지 일정 시간 동안의 주파수를 측정한 후에 그 측정된 주파수 중에서 최대값을 산출하여 상기 최대값에서의 주파수를 제1 기준주파수로 결정하는 제2 단계와; 간탈 시작 후 정해진 시간 동안에는 일정 시간 간격으로 탈수 종료까지 N(자연수)번의 주파수를 측정하여 현재 주파수와 제1 기준주파수의 차이가 제1 설정치 이상인지를 비교하는 제3 단계와; 상기 간탈 시작 후 정해진 시간이 경과되면 본탈이 완료될 때까지 일정 시간 간격으로 펄스 수를 측정하여 연속되는 시간 간격간 각 펄스 수를 뺀 결과의 절대값이 일정 값 이하인 경우에는 각 시간 간격에서의 펄스 수를 조합하여 제2 기준주파수를 갱신하는 제4 단계와; 상기 간탈 시작 후 정해진 시간이 경과한 이후로 본탈이 완료될 때까지 M(N이하의 자연수)번째 주파수와 (M-1)번째 주파수와의 절대값 차이가 제2 설정치 이상인지를 비교하는 제5 단계와; 상기 제3 단계 및 제5 단계에서 각 비교 결과가 제1 및 제2 설정치 이상인 경우에는 각 비교 결과를 통해 산출된 주파수에 따라 현재 세탁기가 전복, 물참, 언밸런스 상태인지를 순차적으로 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단 결과에 따라 사용자에게 세탁기의 이상현상을 알려주거나 이상현상이 해소되도록 세탁기 구동을 제어하는 제7 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 도 2에는 본 발명에 따른 수위/진동 센서(60)의 구성이 도시되어 있는데 이를 참고하면 본 발명은; 일측이 통공되고 세탁기의 세탁외조(42)와 수위에 따른 공기압의 변동을 시스템에 전달하는 공압유입구(51)를 통해 연결되며 타측이 개구된 대략 원통형의 하우징(50)과,

상기 하우징(50) 내에 설치되며 공압유입구(51)를 통해 전달되는 공기압에 따라 볼록 변형될 수 있도록 고무재질로 형성된 다이어프램(diaphragm, 52)과, 상기 다이어프램(52)의 상부에 접촉하여 설치되도록 하부는 평평하고 상부는 후크 형상을 갖도록 형성되어 그 상하부 사이에 코어(54)를 고정시켜 다이어프램(52)의 변형에 따라 코어(54)를 상하 이동시키는 코어홀더(53)와,

고유의 인덕턴스(L) 값을 갖고 하우징(50)의 중앙 내벽에 설치되어 상기 코어홀더(53)와 수직 방향으로 소정거리 이격 설치되는 원통 형상의 코일(55)과, 상기 코어홀더(53)의 상하부 사이에 설치 고정되어 상기 다이어프램(52)의 변형 여부에 따라 코일(55)의 내부 공간을 수직 운동하면서 상기 고유의 인덕턴스 값을 변화시키는 원통 형상의 코어(54)와, 상기 코일(55)의 상단부에 결합되어 그 코일(55)을 지지하여 주는 원통 형상의 지지부재(56)와,

상기 지지부재(56)의 상단 개구부를 폐쇄하는 캡(57)과, 상기 코어(54)의 상부면과 캡(57)의 저면에 개재되어 코어(54)를 원위치로 복원시키는 스프링(58)과,상기 코어(54)의 상부측에 설치되면서 상기 스프링(58)의 내부에 배치되어 세탁내조(43)의 진동 또는 외부충격에 따라 상하 이동되어 상기 코일(55)의 인덕턴스를 변화시키는 볼(ball, B)과, 상기 볼(B)과 접촉되는 경사면을 갖고 상기 볼(B)이 경사면을 따라 이동되도록 하는 볼고정 서포터(supporter, 59)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 수위/진동 센서(60)가 세탁기에 적용되게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 탈수 행정시 세탁내조(43)에 채워져 있는 세탁물(W)의 편심에 의해 세탁외조(42)에 진동이 발생하게 되는데 그 진동 정도가 커짐에 따라 상기 세탁외조(42)가 아웃케이스(41)를 타격하게 된다.

여기서, 상기 세탁외조(42)가 아웃케이스(41)를 타격할 때 발생되는 충격파가 상기 수위/진동 센서(60)에 전달되게 된다. 그러면, 상기 충격파에 의해 수위/진동 센서(60)에 설치되어 있는 볼(B)이 코일(55) 내부를 이동하게 되므로 코일(55)의 인덕턴스가 변하게 되고, 상기 코일(55)의 인덕턴스 변화는 LC공진회로(44)에서 공진주파수로 변환된다.

이렇게, 상기 코일(44)의 인덕턴스 변화가 공진주파수로 변환되면 이를 주파수감지수단(45)에서 분석 및 감지하여 그 분석 및 감지 결과를 마이컴(46)에 전달하게 된다. 그러면, 상기 마이컴(46)에서는 주파수감지수단(45)에서 전달되는 공진주파수를 통해 탈수시 세탁외조(42)의 과도 진동을 파악할 수 있게 된다.

도 3에서 상기 LC공진회로(44)와 주파수감지수단(45)은 설명상 편의를 위해 세탁기 외부에 도시되어 있지만 실제로는 세탁기 내부의 컨트롤러(Controller)에 설치되어 있다.

한편, 상기 수위/진동 센서(60)는 탈수 행정 시에는 상기와 같이 세탁외조(42)의 진동 여부를 감지하는 진동센서로 작용하게 되지만 탈수 행정을 제외한 세탁, 헹굼 행정 시에는 수위를 감지하는 수위센서로 작용하게 된다.

상기에서, 수위/진동 센서(60)가 수위센서로 작용하는 예를 살펴보면 먼저 코어(54)가 코일(55)의 내부 공간으로 진입하지 않은 상태를 세탁내조(43)에 물이 없는 상태로 판정하고, 상기 코어(54)가 코일(55)의 내부 공간을 수직 운동 할 때 그 운동량에 따라 세탁내조(43)에 물이 있는 것으로 판정한다는 조건을 갖는다.

상기 세탁내조(43) 내부의 수위가 높아짐에 따라 공압유입구(51)를 통해 전달되는 수압에 의해 상기 하우징(50) 내부의 압력이 증가하게 되고, 그에 따라 다이어프램(52)이 볼록 변형되면서 상기 코어(54)가 상측으로 이동되어 상기 코일(55)과의 대향면적이 커지면 상기 코일(55)은 그 인덕턴스(L)가 변경된다. 상기 인덕턴스(L)의 변경은 LC 공진회로(44)에서 공진주파수를 변경시키기 때문에 상기 공진주파수의 변화량을 세탁기 시스템의 마이컴(46)에서 측정하여 수위를 측정하게 된다. 즉, 상기 코어(54)와 코일(55)의 대향면적이 증가할수록 공진주파수가 높아지기 때문에 공진주파수에 따라 수위를 측정할 수 있다.

상기와 같이 동작되는 수위/진동 센서(60)를 통해 도 4에 도시된 순서도를 참고하여 세탁기의 언밸런스 감지방법을 살펴보면 다음과 같다.

제1 단계에서는 탈수 행정이 시작되기 직전에 주파수감지수단(45)을 통해 상기 수위/진동 센서(60)의 발진주파수를 측정하고, 제2 단계에서는 상기 발진주파수를 세탁기의 언밸런스 여부를 판정하는 기준이 되는 기준주파수(HF1)로 설정하게된다.(S1 및 S2 참조)

그리고, 제3 단계에서는 탈수 행정을 시작하기 위해 세탁날개(미도시) 및 세탁조(42, 43)를 구동시키기 위한 모터(M)가 온 동작되는지를 감지하게 된다.(S3 참조) 상기 제3 단계(S3)의 감지 결과가 '아니오'인 경우에는 상기 모터(M)가 온 동작되는지를 계속적으로 감지하게 되지만, 상기 제3 단계(S3)의 감지 결과가 '예'인 경우에는 제4 단계에서 탈수 행정 도중에 상기 수위/진동 센서(60)의 발진주파수(HF2)를 계속적으로 측정하게 된다.(S4 참조)

제5 단계에서는 세탁기의 언밸런스 여부를 판별하기 위해 상기 제2 단계(S2) 및 제4 단계(S4)에서 측정된 탈수시 발진주파수(HF2)와 기준주파수(HF1)의 차이를 서로 비교하여 그 비교 결과가 일정 값(ΔH)이상인지를 판단하게 된다.(HF2-HF1≥ΔH)(S5 참조)

상기 제5 단계(S5)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 세탁기가 정상 탈수를 진행하고 있다고 판단하고 제4 단계(S4)로 되돌아가 계속해서 언밸런스 여부를 검출하기 위해 탈수시 발진주파수를 측정하게 된다.

그런데, 상기 제5 단계(S5)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제6 단계에서 마이컴(미도시)에서 주파수 변화를 통해 단락 감지 회수를 측정하여 그 측정 결과가 1회인지, 즉 2회 미만인지를 확인하게 된다.(S6 참조)

상기 제6 단계(S6)의 확인 결과가 '예'인 경우에 제7 내지 제9 단계에서는 현재 세탁조 내에 포 엉킴 상태로 인해 언밸런스가 발생되었다고 판단하고 급수, 포풀림, 배수 작업을 차례로 진행시키게 된다.(S7∼S9)

그런데, 상기 제6 단계(S6)의 확인 결과가 '아니오'인 경우에 제10 단계에서는 탈수 행정시 언밸런스를 감지하는 도중에 에러가 발생했음을 표시하게 된다.(S10 참조)

그런데, 상기와 같은 방식으로 세탁기의 언밸런스를 감지하다 보면 세탁수나 주변 온도에 따른 주파수 상승을 언밸런스로 인한 주파수 변화로 오감지할 수 있고, 세탁기의 이상현상 중 언밸런스 외에도 물참이나 전복 현상을 별도로 구분할 수가 없다.

따라서, 도 5 내지 도 6에서는 외부 환경을 고려하여 세탁기의 이상현상을 판별해 내는 동시에 주파수 변화량에 따라 전복, 물참, 언밸런스 현상을 정확히 구분할 수 있는 방법을 제시하고 있다.

먼저, 제1 과정에서 도 7에 도시된 바와 같이 탈수시작구간(T0), 간탈구간(T1), 본탈구간(T2), 탈수정지구간(T3)으로 이루어지는 탈수 행정시 세탁기의 이상현상 감지를 위해 미리 탈수시 주파수 변화를 관찰하여 허용 기준값을 설정하게 된다.(S110 참조) 그리고, 제2 과정에서는 탈수시작점(A) 직전 대략 3초간 제1 기준주파수(Fr₁)를 설정하게 된다.(S120 참조)

이때, 상기 제1 기준주파수(Fr₁)의 설정 방식은 0.1초 간격으로 펄스 수를 측정하여 이를 각 시간 간격별 저장시켜 두는 과정을 10회 반복하여 이를 모두 합하면 1초 동안의 제1 주파수가 무빙 섬(Moving sum) 방식으로 결정되게 된다. 상기에서, 1초 경과 후에는 최초 0.1에 저장된 펄스 수를 버리고 현재 0.1초간의 펄스수를 취하여 총 10회 동안의 펄스 수를 합하여 다시 제2 주파수를 생성하게 된다.

이와 같은 방식으로, 탈수 시작을 지시한 후 탈수가 시작되기 직전 3초간 제1 내지 제N 주파수를 구하여 그 주파수 중에서 최고 높은 주파수를 선택함으로써 그 선택된 주파수를 제1 기준주파수(Fr₁)로 하게 된다.

다음, 제3 과정에서는 탈수 행정을 시작하면서 탈수가 완료될 때까지 계속해서 현재 주파수(F_t)를 측정하게 된다.(S130 참조) 제4 과정에서는 세탁기의 이상현상 여부를 판단하기 위해 현재 주파수(F_t)에서 상기 제1 기준주파수(Fr₁)를 뺀 값이 제1 기준값, 즉 5㎐이 이상인지를 판단하게 된다.(F_t-Fr₁≥5㎐)(S140 참조)

상기 제4 과정(S140)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제5 과정에서 세탁기의 언밸런스 상태로 판단하고 급수, 포풀림, 배수로 이루어지는 포풀림 행정을 수행하게 된다.(S150 참조)

그 후, 제6 과정에서는 탈수시작점(A)에서 4초가 경과했는지를 판별하게 된다.(S160 참조) 사실상, 탈수 시작 후 2초 이내에는 모터(M) 구동으로 인해 비정상적인 펄스, 즉 노이즈가 튀게 되므로 2초 이후부터 4초 사이에 볼(B)에 의한 주파수 변화를 감지하기 위해 상기 제4 과정(S140)을 진행하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제4 과정(S140)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 현재 세탁기가 정상 탈수가 진행되고 있다고 판단하고 상기 제6 과정(S160)으로 가게 된다. 그런데, 상기 제6 과정(S160)의 판별 결과가 '아니오'인 경우에는 아직 탈수 시작 후 4초가 지나지 않았으므로 다시 제4 과정(S140)으로 가서 세탁기의 이상현상 유무를감지하게 된다.

그러나, 상기 제6 과정(S160)의 판별 결과가 '예'인 경우에는 제7 과정에서 F_t-Fr₁가 제2 기준값(8㎐) 이상인지를 판단하게 된다.(F_t-Fr₁≥8㎐)(S170 참조) 상기 제7 과정(S170)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제8 과정에서 상기 제5 과정(S150)과 같이 현재 세탁기가 언밸런스 상태라고 판단하고 포풀림 행정을 수행하게 된다.(S180 참조)

상기 제8 과정(S180)이 완료된 후, 또는 상기 제7 과정(S170)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에 제9 과정에서는 탈수 시작에서 4초가 경과한 이후로 6초가 더 경과했는지를 판단하게 된다.(S190 참조)

여기서, 탈수 시작 후 10초 사이에 세탁기의 이상현상 유무를 감지하기 위해 4초를 기준으로 4초 이전에는 (F_t-Fr₁)의 결과 값이 5㎐ 이상인지를 비교하고, 4초 이후부터 10초 사이에는 (F_t-Fr₁)의 결과 값이 8㎐ 이상인지를 비교하게 된다.

상기와 같이 탈수 시작 후 4초를 기준으로 세탁기의 언밸런스 감지를 위한 기준값이 5㎐와 8㎐로 각각 구분되는 이유는 본탈시 언밸런스의 교정 가능성을 타진하기 위해 초반에는 민감하게 언밸런스를 감지하고 후반에는 다소 둔감하게 언밸런스를 감지하는 것이다. 예를 들면, 탈수 시작 후 4초에서 10초 사이에 (F_t-Fr₁)의 결과 값이 6㎐로 감지되면 본탈구간(T2)에서 세탁기의 언밸런스 교정이 가능하게 되지만, (F_t-Fr₁)의 결과 값이 8㎐이상이 감지되면 본탈구간(T2)에서 세탁기가 언밸런스 상태로 탈수가 진행될 수 있다.

상기 제9 과정(S190)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 제7 과정(S170)으로 되돌아가게 되지만, 상기 제9 과정(S190)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제10 과정에서 일정 시간(Δt=0.5초) 간격으로 펄스 수(P)를 t_n-1→P_n-1, t_n→P_n, t_n+1→P_n+1, t_n+2→P_n+2로 측정하게 된다.(S200 참조)

그리고, 제11 과정에서는 연속되는 t_n+1, t_n에서 측정된 P_n+1에서 P_n을 뺀 결과의 절대값이 2이하인지를 판단하게 된다.(｜P_n+1- P_n｜≤2)(S210 참조) 탈수시 언밸런스가 아닌 주변 온도 변화에 따라 주파수가 상승될 수 있으므로 언밸런스와 온도 변화에 따른 주파수 변화를 정확히 구분하기 위해 ｜P_n+1- P_n｜≤2가 연속 3회 이상이 되면 주변 온도 변화에 따른 주파수 상승으로 판단하고, 제12 과정에서는 세탁기의 이상현상에 대한 판단 기준이 되는 제2 기준주파수(Fr₂)를 재설정하게 된다.(S220 참조)

제12 과정(S220)에서는 t_n-1, t_n, t_n+1, t_n+2에서 양끝 t_n-1, t_n+2를 제외한 t_n, t_n+1의 각 펄스수를 합한 값이 제2 기준주파수(Fr₂=P_n+P_n+1)에 해당되는 것이 일반적이지만, 경우에 따라서는 t_n-1+t_n, t_n+1+t_n+2, t_n-1+t_n+1, t_n-1+t_n+2, t_n+t_n+2의 각 펄스수의 합이 제2 기준주파수가 될 수도 있다.

그런데, 상기 제11 과정(S210)에서 ｜P_n+1- P_n｜≤2가 아닌 경우에는 제13 과정이전의 기준주파수를 현재 제2 기준주파수로 계속 유지하게 된다.(S230 참조)

이렇게, 상기 제11 내지 제13 과정(S210, S220, S230)에서 제2 기준주파수를 갱신하게 되면 제14 과정에서는 세탁기의 이상현상 유무를 감지하기 위해 이전주파수(F_t-1)에서 현재주파수(F_t)를 뺀 결과의 절대값이 제3 기준값인 8㎐이상인지를 판단하게 된다.(｜F_t-1-F_t｜≥8㎐)(S240 참조)

상기 제14 과정(S240)의 판단 결과가 '예'인 경우에는 제15 과정에서 현재 세탁기가 전복, 물참, 언밸런스로 인해 이상현상이 발생했음을 인지하고 ｜F_t-1-F_t｜의 결과 값에 따라 해당되는 이상현상을 구분하게 된다.(S250 참조)

제16 과정에서는 상기 제15 과정(S250)의 구분 결과에 따라 해당되는 이상현상을 해결하여 정상 탈수를 진행시키거나 세탁기의 안전 운전을 위해 이상현상 해결 동작을 수행하게 된다.(S260 참조)

상기 제16 과정(S260)에서 세탁기의 이상현상이 해소되면 제17 과정에서는 정상 탈수를 진행시키게 되고(S270 참조), 제18 과정에서는 시스템에서 정해진 탈수 시간이 종료되었는지를 확인하게 된다.(S280 참조)

상기 제18 과정(S280)의 확인 결과가 '예'인 경우에는 모든 탈수 작업을 종료하게 되지만, 그 확인 결과가 '아니오'인 경우에는 상기 제10 과정(S200)으로 되돌아가 계속해서 세탁기의 이상현상 유무를 감지하면서 탈수정지점(B)에 도달하게 되면 탈수 작업을 종료하게 된다.

한편, 도 6을 참고하여 상기 제15 및 제16 과정(S250, S260)을 더욱 자세히살펴보면 다음과 같다.

상기 제14 과정(S240)에서 ｜F_t-1-F_t｜≥8㎐로 감지된 순간부터 3초간 전복, 물참, 언밸런스 순으로 세탁기의 이상현상을 파악하게 되는데 먼저 제1 스텝에서는 ｜F_t-1-F_t｜≥60㎐인지를 판별하게 된다.(S310 참조) 상기 제1 스텝(S310)의 판별 결과가 '예'인 경우에는 제2 스텝에서 세탁기의 전복 현상으로 판단하고 이를 사용자가 확인할 수 있도록 세탁기의 탑-커버(Top-cover)에 설치되어 있는 기능조작부의 디스플레이수단(미도시)을 통해 에러 메시지를 출력한 후에 바로 탈수 작업을 종료하게 된다.(S320 참조)

그런데, 상기 제1 스텝(S310)의 판별 결과가 '아니오'인 경우에는 제3 스텝에서 60㎐≥｜F_t-1-F_t｜≥12㎐인지를 판별하게 된다.(S330 참조) 마찬가지로, 상기 제3 스텝(S330)의 판별 결과가 '예'인 경우에는 제4 스텝에서 세탁기의 물참 현상으로 판단하고, 대략 10초간 모터(M)를 정지시킨 후에 물참으로 인한 세탁조 내의 물을 배수시킨 다음에 제17 및 제18 과정(S270, S280)으로 가서 정상적으로 탈수 작업을 수행하고 종료하게 된다.(S340 참조)

상기 제3 스텝(S330)의 판별 결과가 '아니오'인 경우에는 제5 스텝에서 12㎐≥｜F_t-1-F_t｜≥8㎐인지를 판별하게 된다.(S350 참조) 제6 스텝에서는 상기 제5 스텝(S350)의 판별 결과가 '예'인 경우에 단락이 2회 미만, 즉 1회 감지되었는지를 판단하게 된다.(S360 참조) 그리고, 제7 스텝에서는 상기 제6 스텝(S360)의 판단 결과가 '예'인 경우에 세탁기의 언밸런스 상태로 판단하고 포풀림 행정을 수행한후에 상기 제17 및 제18 과정(S270, S280)으로 되돌아가서 정상적으로 탈수 작업을 완료하게 된다.(S370 참조)

그러나, 상기 제5 및 제6 스텝(S350, S360)의 판단 결과가 '아니오'인 경우에는 제8 스텝에서 세탁기의 이상현상을 감지하는 도중 에러가 발생했음을 상기 디스플레이수단을 통해 표시한 후에 종료하게 된다.(S380 참조)

상기와 같이 구성되는 본 발명의 세탁기의 이상현상 감지방법은 탈수 행정시 볼 움직임에 의한 주파수 변화를 통해 수위 및 언밸런스 여부를 감지할 수 있는 수위/진동 센서를 이용한 주파수 변화를 통해 세탁수 및 주변 온도 변화를 고려하여 비정상적인 주파수 변화 발생시 세탁기의 전복, 물참, 언밸런스 현상을 정확하게 구분 감지하는 동시에 그 구분된 결과에 따라 해당 현상을 해결하기 위한 각각의 동작을 수행함으로써 기존의 기계적 스위칭 방식이 아니라 주파수 변화를 통한 전자식 감지 방식을 통해 장기간 사용할 수 있는 동시에 구조적 변형이 없고, 시스템의 오동작이 방지됨은 물론이고 탈수 성능이 향상될 수 있고, 세탁기의 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

인덕턴스를 갖는 코일과, 상기 코일과 근접한 위치에서 인덕턴스를 가변시키기 위해 이동되는 강자성체가 구비되어 수위 또는 진동을 감지하는 센서를 포함하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 있어서,

상기 코일과 강자성체의 상호 작용에 의한 인덕턴스 변화량에 따른 주파수 변화를 감지하여 탈수 행정시 정상 상태에서의 허용 주파수 범위를 설정하는 허용주파수 설정단계와, 탈수 행정이 진행되면서 주파수 변화를 계속적으로 감지하여 그 감지 결과가 상기 허용 주파수 범위를 벗어나면 현재 비정상 탈수가 진행되고 있음을 판단하는 이상유무 판단단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이상유무 판단단계에서는 정상/비정상 탈수 상태를 판단하기 위해 기준주파수 설정하는 제1 단계와, 탈수 행정을 진행하면서 현재 주파수를 측정하여 그 현재 주파수와 상기 기준주파수의 차이를 서로 비교하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 비교 결과가 시스템에서 설정한 설정치 이상인 경우에 비정상적인 탈수가 진행됨을 판단하는 제3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이상유무 판단단계에서는 정상/비정상 탈수 상태를 판단하기 위해 기준주파수 설정하는 제1 단계와, 탈수 행정을 진행하면서 일정 시간 간격으로 탈수 종료시점까지 N(자연수)번의 주파수를 측정하여 M(N이하의 자연수)번째 주파수와 (M-1)번째 주파수를 뺀 결과의 절대값을 산출하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 산출 결과가 시스템에서 설정한 설정치 이상인 경우에 비정상적인 탈수가 진행됨을 판단하는 제3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이상유무 판단단계에서는 정상/비정상 탈수 상태를 판단하기 위해 기준주파수 설정하는 제1 단계와, 탈수 행정을 진행하면서 일정 시간 간격으로 탈수 종료시점까지 N(자연수)번의 주파수를 측정하여 간탈 시작 후 일정 시간동안에는 현재 주파수와 기준주파수의 차이가 제1 설정치 이상인지를 비교하고, 상기 간탈 시작 후 일정 시간이 경과한 이후로 본탈이 완료될 때까지 M(N이하의 자연수)번째 주파수와 (M-1)번째 주파수를 뺀 결과의 절대값이 제2 설정치 이상인지를 비교하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 비교 결과가 시스템에서 설정한 제1 및 제2 설정치 이상인 경우에 비정상적인 탈수가 진행됨을 판단하는 제3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중에서 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단계에서는 탈수 개시 직전에서 탈수 개시 시점까지 일정 시간 동안 주파수를 측정한 후에 그 측정된 주파수 중에서 최대값을 산출하여 그 최대값에서의 주파수를 기준주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중에서 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단계에서는 일정 시간 간격으로 펄스 수를 측정하여 연속되는 시간 간격에서의 펄스 수를 뺀 결과의 절대값이 일정 값 이하인 경우에는 각 시간 간격에서의 펄스 수를 조합하여 기준주파수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
제 2 항 내지 제 4 항 중에서 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단계에서는 간탈 시작 후 일정 시간동안에는 탈수 개시 직전에서 탈수 개시 시점까지 일정 시간 동안 주파수를 측정한 후에 그 측정된 주파수 중에서 최대값을 산출하여 그 최대값에서의 주파수를 기준주파수로 결정하고, 상기 간탈 시작 후 일정 시간이 경과된 후에는 본탈이 종료될 때까지 일정 시간 간격으로 펄스 수를 측정하여 연속되는 시간 간격에서의 펄스 수를 뺀 결과의 절대값이 일정 값 이하인 경우에는 각 시간 간격에서의 펄스 수를 조합하여 기준주파수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법
제 4 항에 있어서,

상기 제3 단계에서는 상기 제2 단계의 비교 결과가 설정치 이상인 경우에 제1 내지 제3 기준값으로 구분되는 설정치를 기준으로 세탁기의 이상현상을 종류별 구분하되;

상기 제2 단계의 비교 결과가 제1 기준값 이상일 경우에는 세탁기의 전복 현상이라 판단하고, 상기 제2 단계의 비교 결과가 제1 기준값 미만에서 제2 기준값 이상일 경우에는 세탁기의 물참 현상이라 판단하며, 상기 제2 단계의 비교결과가 제2 기준값 이하에서 제3 기준값 이상일 경우에는 세탁기의 언밸런스 현상이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법
제 8 항에 있어서,

상기 제3 단계에서는 세탁기의 전복 현상으로 인한 비정상 탈수가 진행될 경우에는 에러 메시지를 디스플레이하고, 세탁기의 물참 현상으로 인한 비정상 탈수가 진행될 경우에는 세탁기를 구동시키기 위한 모터를 일정 시간 동안 오프(OFF) 동작시킨 후에 배수 동작을 수행하며, 세탁기의 언밸런스로 인한 비정상 탈수가 진행될 경우에는 급수 후 포풀림 행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.
인덕턴스를 갖는 코일과, 상기 코일과 근접한 위치에서 인덕턴스를 가변시키기 위해 이동되는 강자성체가 구비되어 수위 또는 진동을 감지하는 센서를 포함하는 세탁기의 이상현상 감지방법에 있어서,

상기 코일과 강자성체에 상호 작용에 의한 인덕턴스 변화량에 따른 주파수 변화를 감지하여 탈수 행정시 정상 상태에서의 허용 주파수 범위를 설정하는 제1 단계와; 탈수 개시 직전에서 탈수 개시 시점까지 일정 시간 동안의 주파수를 측정한 후에 그 측정된 주파수 중에서 최대값을 산출하여 상기 최대값에서의 주파수를 제1 기준주파수로 결정하는 제2 단계와; 간탈 시작 후 정해진 시간 동안에는 일정 시간 간격으로 탈수 종료까지 N(자연수)번의 주파수를 측정하여 현재 주파수와 제1 기준주파수의 차이가 제1 설정치 이상인지를 비교하는 제3 단계와; 상기 간탈 시작 후 정해진 시간이 경과되면 본탈이 완료될 때까지 일정 시간 간격으로 펄스 수를 측정하여 연속되는 시간 간격간 각 펄스 수를 뺀 결과의 절대값이 일정 값 이하인 경우에는 각 시간 간격에서의 펄스 수를 조합하여 제2 기준주파수를 갱신하는 제4 단계와; 상기 간탈 시작 후 정해진 시간이 경과한 이후로 본탈이 완료될 때까지 M(N이하의 자연수)번째 주파수와 (M-1)번째 주파수와의 절대값 차이가 제2 설정치 이상인지를 비교하는 제5 단계와; 상기 제3 단계 및 제5 단계에서 각 비교 결과가 제1 및 제2 설정치 이상인 경우에는 각 비교 결과를 통해 산출된 주파수에 따라 현재 세탁기가 전복, 물참, 언밸런스 상태인지를 순차적으로 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단 결과에 따라 사용자에게 세탁기의 이상현상을 알려주거나 이상현상이 해소되도록 세탁기 구동을 제어하는 제7 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 이상현상 감지방법.