KR100339880B1 - 드럼내부에존재하는젖은세탁물의질량을제어기변수들에의해결정하기위한방법(명칭정정) - Google Patents

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Abstract

rpm 제어 만능모터에 의해 구동되는 세탁기 통안의 젖은 세탁물의 질량 측정방법은 제어기 변수들을 이용하여 이행된다.
세탁통은 질량측정의 제1, 제2, 제3단계안의 회전주기전 및 주기동안 운전된다. 세탁통은 제1단계에서 세탁물이 세탁통벽에 배치되는 도표 rpm 위에 그리고 구동장치의 공진 rpm 의 아래에 있는 최종 rpm 까지 지연 rpm 상승할때까지 운전된다. 세탁통은 제2단계에서 일정 지시 rpm 이 최종상승 rpm 과 같아질때까지 운전된다. 세탁통은 제3단계에서 모터에 의한 구동없이 앞서 만들어진 세탁물량이 분리되거나 또는 약간 분리될 정도보다 큰 최소 rpm 이 될때까지 운전된다. 시간간격은 구동모터가 정지한 시각부터 최소 rpm 에 도달된 시각까지 측정되어 세탁물 질량에 대한 척도로써 이용된다.

Description

드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법
본 발명은 회전속도가 제어되는 유니버설모터에 의해 세탁기의 드럼이 구동될 수 있고, 상기 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법에 관련된다.
공개된 유럽특허 출원 제 410 827 호에 상기 방법이 공지되어 있다. 상기 방법에 있어서, 등가속도의 작동개시위상동안 세탁물의 질량이 결정된다. 상기 작동개시위상동안, 비어있는 상태의 드럼이 가지는 가속성능 및 모터정수를 고려하여세탁물의 질량관성을 계산하기 위해 공급전압의 크기 및 위상각이 이용되고 측정된다. 드럼의 치수 및 가속도가 공지되어 있으므로, 질량관성으로부터 세탁물의 질량이 결정될 수 있다. 상기 드럼내부의 세탁물이 드럼내벽위에 링형상으로 단단히 분포될 때까지 상기 세탁물이 작동개시위상동안 강하게 구름운동하기 때문에, 매위상마다 가속도를 일정하게 유지하는 것은 극도로 어렵다. 따라서 가속도의 목표값에 대한 편차들이 방지될 수 없다. 때때로 세탁물크기가 상대적으로 큰 세탁물들은 무게중심이 드럼축과 훨씬 더 근접하게 위치하고 필요한 원심력이 상기 세탁물들에 전달되지 못하여, 세탁물들은 링형상으로 균일하게 분포될 수 없다. 이 경우, 드럼의 정확한 회전속도로부터 벗어난 가장 경미한 편차들조차도 상당히 부정확한 값을 형성하기 때문에, 공급전압의 위상각측정은 부정확해진다. 또한 공급전압의 위상각 및 크기를 측정하는 작업은 특수장치를 요구하며, 상기 특수장치는 상기 작업이외의 작업에는 불필요하므로 불리하다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 방법의 문제점들을 해결하고, 상기 방법의 정밀도를 개선하며, 구성부품을 추가하지 않고 상기 방법의 실시를 가능한 단순화하며, 세탁기의 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적을 위하여, 회전속도가 제어되는 유니버설모터에 의해 세탁기의 드럼이 구동될 수 있고 상기 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법에 있어서, 본 발명에 따르면, 드럼벽에 세탁물이 부착되는 부착회전속도보다 크고 구동시스템의 공진회전속도보다 작은최종회전속도까지 회전속도증가에 의해 지연된 제 1 위상에서 드럼을 작동시키고, 증가기울기의 최종회전속도에 해당하는 일정한 목표회전속도에 의해 제 2 위상에서 드럼을 작동시키며, 구동작용이 중지되어 최소회전속도까지 감소하는 회전속도에 의해 제 3 위상에서 드럼을 작동시켜서, 탈수과정이전 또는 탈수과정동안 질량결정구간의 제 1, 제 2 및 제 3 위상동안 드럼을 작동시키고, 이전에 링형상으로 형성된 세탁물이 아직까지 드럼벽으로 부터 분리되는 것이 방지되거나 드럼벽으로 부터 단지 경미하게 분리될 정도의 크기를 상기 최소회전속도가 가지며, 또한 세탁물의 질량을 결정하기 위해, 구동작용이 중지되는 시간으로부터 최소회전속도에 도달되는 시간까지 지속시간을 측정한다.
불균형상태의 드럼에 의해 야기되는 휨현상이 진동감쇄작용을 가진 구동시스템의 공진주파수보다 작은 주파수를 가지고, 공진회전속도보다 작을 때, 세탁기의 드럼은 아직까지 휨현상없이 상대적으로 조용하게 작동한다. 작동개시위상에서 회전속도가 완만하게 증가하는 동안 세탁물은 드럼벽위에 다소 균일하게 분포되기 때문에, 제 2 위상동안, 회전속도의 변동으로부터 과도하게 불균형한 세탁물의 분포가 감지될 수 있고, 제어되는 구동모터에 공급되는 전압의 평균위상리드각을 결정하면, 세탁물이 불균형하게 분포하여 발생되는 베어링마찰, 쇼크압소버(shock absorber)의 마찰손실 및 관련장치에서 전형적으로 발생하는 벨트의 마찰작용을 확인할 수 있다. 제 3 위상동안, 세탁물의 질량을 결정하기 위하여, 구동작용이 중지되는 시간부터 최소회전속도에 도달되는 시간까지의 지속시간을 계산하기 위해 상기 회전속도을 감지하는 것이 중요하다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 제 2 위상동안, 구동모터의 평균출력이 결정되고 세탁물의 질량을 결정하기 위해, 드럼의 제동토크를 결정할 때, 상기 출력이 변수로서 고려된다. 상기 제동토크는 벨트의 마찰작용, 베어링마찰 및 충격흡수기(shock absorber)의 마찰손실에 의해 발생될 수 있다. 상기 드럼이 불균형 상태로 운동하고, 휨현상이 발생되어 충격흡수기와 작용하면 상기 제동토크는 현저해진다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 구동모터에 공급되는 본선전압이 일정하다고 가정할 때, 구동모터의 출력을 결정하기 위해 회전속도제어장치의 평균위상리드각이 결정된다. 본선전압의 경미한 변동이 무시된다면, 평균위상리드각을 계산하여 구동모터의 출력이 정확하게 결정될 수 있다. 구동모터의 출력이 결정되면, 드럼의 제동토크가 결정될 수 있다. 속도제어과정으로부터 위상리드각을 구할 수 있기 때문에, 추가로 상기 과정을 위한 부품들은 불필요하다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 전압이 일정하지 않다고 가정할 때, 상기 평균위상리드각을 결정하는 것 이외에 본선전압이 측정되고, 제동토크의 값이 상기 본선전압에 의해 수정될 수 있다. 그 결과 제동토크가 더욱 정확하게 결정될 수 있다. 추가로 필요한 노력 및 비용은 경미하고, 단지 회전속도제어장치의 제어판에 추가로 제공되는 전압디스트리뷰터 및 일반적으로 마이크로프로쎄서에 제공되는 아날로그/디지털 컨버터가 필요할 뿐이다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 탈수과정동안 추가로 1회이상의 질량결정과정이 제공되고, 다음에 여러 번 수행되는 질량결정과정의 결과들로 부터 탈수과정의 진행이 확인된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 잔류하는 잔류수분의 양으로 탈수과정을 확인하기 위하여, 이전의 세탁과정이 개시될 때 또는 개시되기 이전에 제공된 건조상태의 세탁물에 대한 질량결정값과 추가로 다음에 계산된 질량결정값이 비교된다. 상기 비교결과에 의존하여, 상기 탈수과정이 상태에 의존하여 종료될 수 있다. 세탁물부하가 서로 다른 흡수능력을 가진 여러 가지 세탁물을 포함할 때, 현재까지 탈수과정을 종료하기 위한 기준으로서 탈수과정의 결정값을 이용할 수 없었기 때문에, 상기 방법은 특히 유리하다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 이전의 세탁과정이 작동개시될 때 질량이 결정되지 않은 경우, 추가로 결정되는 질량값과 이전에 결정된 질량값을 비교하고, 이전의 세탁과정이 작동개시될 때 또는 작동개시전에 결정된 세탁물의 흡수능력을 이용하여, 추가로 질량이 결정될 때 존재하는 잔류수분을 결정하여, 잔류수분량이 유리하게 결정될 수 있다. 최신 세탁기내에서 세탁과정이 개시될 때 세탁물의 흡수능력이 직접 또는 간접적으로 결정되고, 상기 세탁물의 흡수능력에 기초하여 물의 양이 자동으로 조정되기 때문에, 젖은 세탁물의 질량이 결정된 후에, 잔류수분을 결정하기 위하여 상기 흡수능력이 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들이 청구범위에 제공된다.
본 발명이 세탁기드럼내에 위치한 젖은 세탁물의 질량을 결정하기 위한 방법으로서 도시되고 설명될 지라도, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 청구범위내에서 여러 가지 수정예 및 변형예들이 실시될 수 있기 때문에, 본 발명은 도시된 세부사항들에 국한되지 않는다.
그러나 본 발명의 또 다른 목적 및 장점들과 함께 본 발명의 방법 및 구성이 첨부된 도면들을 참고하여 하기 상세한 설명으로부터 이해된다.
도 1 은 실시예와 관련하여 본 발명의 방법이 설명되고 rpm으로 나타낸 회전속도의 변화를 도시한 선도.
*부호설명*
A.......제 1 위상 B.......제 2 위상
C.......제 3 위상 nR....공진회전속도
nA.....부착회전속도
도면을 참고할 때, 탈수과정이 개시될 때 이용될 수 있고 rpm으로 표시되는 회전속도의 변화가 선도에 도시된다. 우선 시간 (to)까지 세탁기의 드럼이 정지상태로부터 최종회전속도(n1)까지 서서히 가속된다. 상기 최종회전속도(n1)는 부착 회전속도(nA)보다 크고, 상기 부착회전속도(nA)에서, 드럼내부에 위치한 세탁물들은 드럼벽내부에 대해 둘러싸이고, 드럼의 주변부위에 세탁물들이 점차적으로 다소 균일하게 분포된다. 따라서 드럼의 불균형상태가 허용한계내에 있게 된다. 구동모터용 제어장치와 관련한 "위상리드각" 또는 타코미터(tachometer)의 신호로부터 균일한 속도증가를 확인하여, 질량결정구간(M)에 포함된 작동개시위상의 제 1 위상(A)동안, 시간(to)까지 상기 허용한계가 제어될 수 있다. 상기 허용한계들이 초과되면, 상기 작동개시위상은 즉시 중지되고 다시 개시된다. 또한 상기 최종회전속도(n1)는 공진회전속도(nR)보다 작고, 스프링 및 감쇄장치를 가진 세제용기장치가 구성하는 시스템에 의해 상기 공진회전속도(nR)가 결정된다. 진동시스템은 항상 공진주파수를 가지며, 상기 드럼이 불균형상태로 하중을 받고 공진상태에 해당하는 각속도로 구동되면, 상기 공진주파수에서 상기 세제용기장치는 진동할 수 있다. 공진주파수에서 진동크기는 최대이고, 드럼의 제동토크가 정확하게 측정될 수 없다.
목표로 하는 일정한 최종회전속도(n1)에 해당하는 전압이, 시간(to)에서 상기 드럼의 구동장치에 제공된다. 시간(t1)까지 제 2 위상(B)동안, 회전속도제어장치의 평균위상리드각을 확인하여, 구동모터에 의해 드럼으로 전달된 출력이 계산된다. 사실상 상기 출력은 정해진 한계내에서 일정한 것으로 고려되고, 추가로 제 3 위상내에서 세탁물의 질량을 결정할 때, 처음부터 상기 출력이 필요할 수 있다. 그러나 질량측정의 정확도를 향상시키 위하여, 구동모터의 입력부하를 통해 제 2위상(B)에서 상기 드럼의 제동토크를 계산하고, 제 3위상에서 세탁물의 질량을 계산할 때, 상기 제동토크가 변수로서 이용되는 것이 유리하다. 구동벨트의 마찰작용및 베어링마찰에 의해 드럼의 제동토크들이 형성될 수 있다. 드럼내부에서 세탁물의 불균형한 분포에 기인하여 세제용기장치가 상당히 휘어지면, 세제용기장치의 감쇄요소내에서 상기 휨작용에 의해 에너지가 소모되고 드럼이 제동된다. 회전속도 제어장치의 위상리드각을 확인하여 드럼에 작용하는 모든 제동토크가 확인되고, 평균값으로 처리되며, 상기 평균값은 제 3 위상에서 세탁물의 질량을 계산할 때 고려된다.
제 3위상(C)은 시간(t1)에서 개시하여 시간(t2)에서 종료한다. 시간(t1)에서 구동모터의 전원공급이 중단된다. 드럼은 즉시 속도가 감소하는 위상을 개시하고, 상기 제 3위상(C)의 시간(t2)에서 드럼의 회전속도가 최소회전속도(n2))까지 감소한다. 앞서 링형상으로 분포된 세탁물들이 드럼벽에 아직까지 부착되고 동시에 드럼벽으로부터 분리되기 시작할 정도의 크기가 상기 최소회전속도(n2)에 주어진다. 속도가 감소하는 제 3 위상(C)동안 시간(t1) 및 시간(t2)사이의 지속시간(TC)이 측정되고, 드럼내부에 포함된 세탁물의 질량을 계산하기 위해 이전에 계산된 제동토크와 관련하여 상기 지속시간(TC)이 이용될 수 있다.
불균형상태로 분포된 세탁물의 경우에, 불균형상태의 질량중심이 항상 동일한 회전각위치를 가지도록 시간(t1)이 선택되어야 한다. 변동하는 각속도의 극한값( 최대값 또는 최소값 )에서 항상 전원공급이 차단되거나 항상 동일방향으로 목표회전속도를 통과할 때 항상 전원공급이 차단되도록 상기 시간(t1)이 고정점으로 결정될 수 있다.
드럼의 회전속도가 감소하여 상기 최소회전속도(n2)에 도달하면, 구동모터에 다시 전원이 공급되고 탈수과정이 개시된다. 구동모터에 전원공급이 차단되는 시간(t1) 및 전원공급이 개시되는 시간(t2)사이의 지속시간(TC)이 측정된다. 앞서 결정된 드럼의 제동토크 또는 이전의 제 2 위상(B)을 통해 산출된 제동토크를 고려하여, 세탁물의 관성모멘트를 계산하여 지속시간(TC)으로부터 세탁물의 질량이 계산될 수 있다.
세탁물의 질량을 계산할 때 정밀도를 증가시키기 위하여, 구동모터에 공급되는 공급전압이 위상리드각을 통해 제 2 위상(B)에서 더욱 정확하게 결정될 수 있다. 상기 공급전압을 결정하기 위하여, 우선 일정한 작동전압이 제공된다. 그러나 매 작동 싸이클마다 상기 작동전압은 변동할 수 있다고 알려져 있다. 본 발명의 특징에 의하면, 이때 전압변동을 고려하여 구동모터의 입력전원이 제 2 위상(B) 동안 훨씬 더 정확하게 계산될 수 있다. 상기 과정을 위해 작동전압의 크기를 결정하기 위한 장치가 필요하고, 예를 들어, 상기 장치는 전압디스트리뷰터와 같은 구성을 가지며, 세탁물의 질량을 결정하기 위해 이용되는 마이크로프로쎄서의 입력부앞에 위치한다.
유리하게 본 발명의 방법은 세탁물부하에 잔류하는 잔류수분을 평가하기 위하여 이용될 수 있다. 상기 목적을 위하여, 탈수과정동안 또는 탈수과정이 종료할때, 본 발명을 따르는 방법의 연속과정이 다시 한번 이용되고 이전 과정의 측정값들과 비교될 수 있다. 탈수과정동안 잔류수분을 확인하기 위하여, 예를 들어, 탈수과정을 제어하기 위하여 잔류수분의 정해진 값이 도달될 때, 탈수과정이 중지되도록, 상기 측정값들이 이용될 수 있다. 진행되는 탈수과정의 마지막에 계산되는 잔류수분량이 직접적으로 표시되거나 세탁물을 추가로 처리하기 위한 안내표시장치에 제공될 수 있다.
본 발명의 방법이 종래기술에 대해 여러 가지 장점들을 가진다. 본 발명의 방법은 추가 부품들을 이용하지 않고도 실시될 수 있다. 질량결정과정의 측정값들에 의해 탈수과정동안 회전속도의 변동을 확인하여 감지되는 불안정상태가 더욱 정확하게 감지될 수 있다. 따라서 진행중인 탈수과정의 중지 또는 반복여부가 더욱 확실하게 결정될 수 있다. 수위, 수압, 유입량, 세제용기장치의 진동크기, 물이 가압되는 속도 및 처리싸이클을 구성하는 서로 다른 부분의 지속시간에 영향을 주는 세탁기의 구성부품들이 가지는 간격들과 본 발명의 방법을 따르는 세탁물의 질량감지작용은 최대한 독립적이다. 탈수과정동안 또는 탈수과정이전에 언제나 상기 질량결정작용이 반복될 수 있고, 질량결정과정이 제공하는 다양한 이용가능성이 주어질 수 있다.

Claims (7)

  1. 회전속도가 제어되는 유니버설모터에 의해 세탁기의 드럼이 구동될 수 있고 상기 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법에 있어서,
    드럼벽에 세탁물이 부착되는 부착회전속도보다 크고 구동시스템의 공진회전속도보다 작은 최종회전속도까지 회전속도증가에 의해, 지연된 제 1 위상에서, 드럼을 작동시키고,
    증가기울기의 최종회전속도에 해당하는 일정한 목표회전속도에 의해 제 2 위상에서 드럼을 작동시키며,
    구동작용이 중지되어 최소회전속도까지 감소하는 회전속도에 의해 제 3 위상에서 드럼을 작동시켜서, 탈수과정이전 또는 탈수과정동안 질량결정구간의 제 1 , 제 2 및 제 3 위상동안 드럼을 작동시키고, 이전에 링형상으로 형성된 세탁물들이 아직까지 드럼벽으로부터 분리되는 것이 방지될 정도의 크기를 상기 최종회전속도가 가지며,
    세탁물의 질량을 측정하기 위하여, 구동작용이 중지되는 시간으로부터 최소회전속도에 도달되는 시간까지 지속시간을 측정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 질량을 결정할 때, 변수로서 고려되는 드럼의 제동 토크를구하기 위하여, 제 2 위상동안, 구동모터의 평균출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 본선전압이 일정할 때, 회전속도제어장치의 평균위상리드각을 결정하여 구동모터의 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 본선전압이 일정하지 않을 때, 회전속도제어장치의 평균위상리드각을 결정하여 구동모터의 출력을 결정하고, 구동모터의 출력을 결정하는 동안, 제동토크의 결정시, 추가로 상기 본선전압을 측정하여 상기 출력값을 수정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 탈수과정동안 1 회이상 추가로 질량을 측정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 잔류하는 잔류수분의 양으로 탈수과정을 파악하기 위하여, 이전의 세탁과정이 개시될 때 또는 개시되기 이전에 제공된 건조상태의 세탁물에대한 질량결정값과 다음에 추가로 구해진 질량결정값이 비교되는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 추가로 결정되는 질량값과 이전에 결정된 질량값을 비교하고, 이전의 세탁과정이 작동개시될 때 또는 작동개시전에 결정된 세탁물의 흡수능력을 이용하여, 추가로 질량이 결정될 때 존재하는 잔류수분을 결정하는 것을 특징으로 하는 드럼내부에 존재하는 젖은 세탁물의 질량을 제어기변수들에 의해 결정하기 위한 방법.
KR1019940026477A 1993-10-25 1994-10-17 드럼내부에존재하는젖은세탁물의질량을제어기변수들에의해결정하기위한방법(명칭정정) KR100339880B1 (ko)

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