KR100400460B1 - 세탁기의 포량감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 세탁기의 회전날개를 구동시키고 소정시간 통전 후 오프시 잔류기전력에 의해 세탁포량에 반비례하는 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 소정시간 구동 후 오프시 여력회전에 의해 발생된 아날로그 신호를 디지털 펄스신호로 변환시키는 펄스발생수단과, 상기 펄스발생수단에서 출력된 펄스신호를 평활하는 커패시터와, 상기 모터에 인가되는 교류전원을 제어하고 세탁기 제조시 포량 판정 기준치 및 기준전압이 설정 저장되고 상기 펄스발생수단에 의해 변환된 펄스신호 중 기준전압 이상의 펄스신호 발생시간을 카운트하는 제어수단을 포함하여 구성되어 세탁기의 모터를 소정시간 통전한 직후의 잔류기전력에 의해 발생되는 펄스를 평활하여 기준전압이하로 떨어질 때까지의 펄스발생시간을 측정함으로써 세탁물의 포량을 감지한다.

Description

세탁기의 포량감지장치 및 방법{Amount of a laundry Sensing apparatus for washing machine and the method}

본 발명은 세탁기의 포량감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 세탁기의 모터를 소정시간 통전한 직후의 잔류기전력에 의해 발생되는 펄스를 평활하여 기준전압이하로 떨어질 때까지의 펄스발생시간을 측정함으로써 세탁물의 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지장치 및 방법에 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 작용을 수행하게 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.

도 1은 종래의 세탁기의 포량감지장치를 도시한 회로도로서, 회전날개(미도시)를 구동시키는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 주코일과 보조코일 사이에 접속된 콘덴서와, 상기 모터(2)와 교류전원(1) 사이에 접속된 트라이액(4a, 4b)과, 상기 트라이액(4a, 4b)을 거쳐 상기 모터(2)의 통전을 제어하는 제어수단(5)과, 상기 콘덴서(3) 전압변화에 대응하여 펄스를 발생하는 포토커플러(6)를 포함하여 구성된다.

상기 제어수단(5)은 모터(2)에 소정시간 통전하고 그 직후의 오프기간 내에 상기 포토커플러(6)로부터 발생되는 펄스 수에 의해 세탁포 또는 부하량을 감지한다.

도 2는 상기 포토커플러에서 발생되는 펄스를 도시한 것으로, 상기 모터(2)의 잔류기전력에 의해 발생되는 아날로그 신호(Vc)가 상기 포토커플러(6)를 거쳐 디지털 펄스신호(Vo)로 변환된다.

상기와 같이 구성된 종래의 세탁기 포량감지장치는 다음과 같이 동작한다.

먼저 세탁물을 넣고 포량검지수위까지 물을 급수한 후 상기 제어수단(5)에서 상기 모터(2)에 구동전압을 인가하면 상기 모터(2)의 회전축이 회전하게 되고 상기 회전축의 회전력이 회전날개(미도시)를 회전시킨다.

상기 모터(2)의 수초 구동 후 모터(2)의 구동전압을 오프시키면 관성에 의해 상기 회전날개(미도시)는 일정 시간동안 여력회전을 하게 되는데, 세탁포의 양이 많으면 세탁포와 회전날개(미도시)와의 마찰력이 많이 발생하여 여력회전수가 작아지고 세탁포의 양이 적으면 여력회전수가 많아진다.

따라서 상기 회전날개(미도시)와 회전축으로 부착된 상기 모터(2)도 여력회전을 하게 되어 잔류기전력을 발생시키면 상기 콘덴서(3)를 통한 전압변화에 따라 상기 펄스발생수단(6)은 펄스를 발생시켜 상기 제어수단(5)에 인가하고 상기 제어수단(5)은 상기 회전날개(미도시)의 여력회전이 끝날때까지의 잔여 펄스 수를 카운트함으로써 세탁포의 양에 따른 여력 회전수 및 그에 따라 발생되는 펄스 수에 의해 세탁포량을 판정하게 된다.

그러나, 종래 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 세탁물의 포량이 많아짐에 따라 포의 꼬임으로 인하여 전원차단시 펄스가 발생되지 않거나 불규칙하게 발생되고, 펄스 수로 포량영역을 구분하기에는 겹치는 부분이 많아서 포량별 구분테이블의 구성이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 세탁기의 모터를 소정시간 통전한 직후의 잔류기전력에 의해 발생되는 펄스를 평활하여 기준전압이하로 떨어질 때까지의 펄스발생시간을 측정함으로써 세탁물의 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지장치 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 세탁기의 포량감지장치를 도시한 블록도,

도 2는 모터의 잔류기전력에 발생되는 펄스를 도시한 그래프,

도 3은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치를 도시한 블록도,

도 4는 본 발명에 의한 펄스변환 및 펄스발생시간을 도시한 그래프,

도 5는 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지방법을 도시한 흐름도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11 : 교류전원 12 : 모터

13 : 커패시터 14 : 트라이액

15 : 제어수단 16 : 포토커플러

17 : 평활부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치의 제 1특징에 따르면, 세탁기의 회전날개를 구동시키고 소정시간 통전 후 오프시 잔류기전력에 의해 세탁포량에 반비례하는 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 소정시간 구동 후 오프시 여력회전에 의해 발생된 아날로그 신호를 디지털 펄스신호로 변환시키는 펄스발생수단과, 상기 펄스발생수단에서 출력된 펄스신호를 평활하는 평활부와, 상기 모터에 인가되는 교류전원을 제어하고 세탁기 제조시 포량 판정기준치 및 기준전압이 설정 저장되고 상기 펄스발생수단에 의해 변환된 펄스신호 중 기준전압 이상의 펄스신호 발생시간을 카운트하는 제어수단을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지방법의 특징에 따르면, 세탁기 모터의 잔류기전력에 의해 발생되는 총 펄스발생시간을 측정하는 한계 기준전압 및 상기 펄스발생시간에 통해 세탁포량을 판정하는 기준이 되는 포량판정 기준치를 설정 저장하는 제 1 단계와; 모터를 소정시간 구동 후 전원 오프시 여력회전에 의해 발생되는 평활된 펄스에서 최초펄스부터 한계 기준전압 이상의 펄스발생시간을 카운트하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 카운트된 펄스발생시간을 상기 제 1 단계에서 설정된 포량판정 기준치와 비교하여 포량 및 부하량을 판정하는 제 3 단계로 이루어진다.

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

도 3에 도시된 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치는 세탁기의 회전날개를 구동시키는 모터(12)와, 상기 모터(12)의 주코일과 보조코일 사이에 접속된 제 1 커패시터(13)와, 상기 모터(12)와 교류전원 사이에 접속된 트라이액(14a, 14b, 14c, 14d)과, 상기 모터(12)의 구동직후 여력회전에 의해 발생되는 전압변화를 디지털 펄스로 변환하는 포토커플러(16)와, 상기 포토커플러(16)에서 출력된 펄스신호를 평활하는 제 2 커패시터(17)와, 상기 트라이액(14a, 14b, 14c, 14d)을 통해흐르는 전원을 제어하여 상기 모터(12)의 온/오프를 제어하는 제어수단(15)을 포함하여 구성된다.

상기 제어수단(15)은 세탁기 제조시 포량 판정 기준치 및 기준전압이 저장되고, 상기 모터(12)에 소정시간 통전하여 오프시킨 직후에 상기 포토커플러(16)에 의해 변환된 펄스신호 중 기준전압 이상의 펄스신호 발생시간을 카운트하여 세탁포 또는 부하량을 감지한다.

이때, 상기 기준전압은 0V 이상의 전압값으로, 상기 포토커플러(16)에서 출력된 디지털 펄스가 상기 제 2 커패시터(17)를 통해 평활된 형태로 출력될 때 상기 모터(12)의 잔류기전력에 의해 발생되는 펄스의 발생시간을 측정하는 판단기준이 된다.

도 4a는 상기 모터에 의해 발생되는 아날로그 펄스이고, 도 4b는 상기 포토커플러를 통해 변환된 펄스를 도시한 그래프이며, 도 4c는 상기 제 2 커패시터를 통해 평활된 펄스를 도시한 그래프이다.

상기 모터(12)의 수초 구동 후 모터(12)의 구동전압을 오프시키면 관성에 의해 상기 회전날개(미도시)는 일정 시간동안 잔류회전을 하게 되는데, 세탁포의 양이 많으면 세탁포와 회전날개(미도시)와의 마찰력이 많이 발생하여 잔류회전수가 작아지는 동시에 펄스발생시간도 줄어들고, 세탁포의 양이 적으면 잔류회전수가 많아지는 동시에 펄스발생시간도 증가한다.

여기서, 펄스발생시간은 상기 기준전압 이상의 시간을 카운트함으로써 그에 따라 세탁물의 포량을 판단한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 도 5에 도시된 흐름도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

제 1 단계는 세탁기 제조시 세탁포량을 판정하는 기준이 될 포량 판정 기준치 및 기준전압을 상기 제어수단(15)에 저장한다.(S1 참조)

이때, 상기 포량판정 기준치는 제품 조립시 세탁수 및 세탁물이 투입되지 않은 상태의 무부하 상태에서 모터(12)를 소정구간 구동시킨 후 오프시키고, 이때의 잔류회전으로 포토커플러(16)에서 발생되는 펄스 발생 기간을 상기 제어수(15)단에서 카운트한 후, 이 때의 잔류회전으로 포토커플러(16)에서 발생되는 펄스발생 시간을 상기 제어수단(15)에서 카운트한 후 그 카운트된 펄스 시간과, 세탁물의 포량 및 그 포량에 따라 발생되는 각 펄스발생시간을 추출하여 각 세탁물의 포량 판정 기준치를 설정하고 그 값을 상기 제어수단(15)에 저장한다.

상기 기준전압은 상기 제 2 커패시터(17)를 통해 평활된 펄스에서 상기 모터(12)의 잔류회전에 의한 펄스발생은 종료된 것으로 판단하는 0V 이상의 기준값이다.

제 2 단계에서는 세탁물을 세탁기에 투입하고 포량검지수위까지 물을 급수한 후 상기 제어수단(15)에서 소정시간동안 상기 모터(12)에 구동전압을 인가하면 상기 모터(12)의 회전축이 회전하게 되고 상기 회전축의 회전력이 회전날개(미도시)를 회전시킨다.(S2 참조)

제 3 단계에서는 제 2 단계(S2)의 모터(12)를 소정시간 구동 후 오프시킴으로써 상기 모터(12)가 구동을 정지하게 되지만, 관성에 의해 상기 회전날개(미도시)는 일정 시간동안 잔류회전을 하고 이는 상기 모터(12)의 전압을 변동시킴으로써 상기 포토커플러(16)에서 모터(12) 오프 후 잔류회전에 의한 펄스가 발생하게 된다.(S3 참조)

여기서 상기 포토커플러(16)에서 발생된 펄스가 상기 제 2 커패시터(17)를 통해 평활된 형태로 출력된다.

제 4 단계에서는 상기 제 3 단계의 모터(12) 오프에 의해 펄스가 발생되었는지를 판단하고, 상기 제 4 단계의 판단결과가 부정이라면 상기 제 2 단계(S2)로 되돌아가서 포량감지를 위해 다시 모터(12)를 온/오프 시킨다.(S4 참조)

상기 제 4 단계(S4)의 판단결과가 긍정이면 제 5 단계에서는 상기 모터(12)의 잔류회전에 의한 펄스가 발생된 것으로 판단하고 최초펄스의 온상태 시간을 시작으로 상기 제어수단(15)에서 카운트하고, 제 6 단계에서는 상기 5 단계의 펄스가 상기 제 1 단계의 기준전압 이상인지를 판단한다.(S5 및 S6 참조)

상기 제 6 단계(S6)의 펄스가 기준전압 이상일 경우에는 상기 제 5 단계로 되돌아가서 상기 펄스시간 카운트를 계속 진행하고, 상기 6 단계(S6)에서 펄스가 기준전압 미만인 것이 감지되면 제 7 단계(S7)에서는 모터(12) 잔류회전에 의한 펄스발생은 종료된 것으로 판단하고 상기 5 단계에서 시작된 펄스시간 카운트를 종료하고 제어수단(15)에 저장한다.(S7 참조)

제 8 단계에서는 상기 제 7 단계(S7)의 펄스발생시간과 상기 제 1 단계(S1)에서 설정한 포량 판정 기준치를 비교하여 세탁기에 투입된 세탁포량을 판단하고 그에 해당되는 적정 수위에 도달하도록 급수한다.(S8 참조)

이와 같은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지방법은 제어수단에 입력되는 전압 데이터를 커패시터의 방전 전압으로 판단하여 기준전압까지의 시간을 카운트함으로써 세탁포량을 판단한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 세탁기의 모터를 소정시간 통전한 직후의 잔류기전력에 의해 발생되는 펄스를 평활하여 기준전압이하로 떨어질 때까지의 펄스발생시간으로 세탁물의 포량을 정확하게 감지함으로써 세탁포량에 적절한 수위의 세탁수를 제공하고 세탁포의 손상을 방지하며 세탁효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁기의 회전날개를 구동시키고 소정시간 통전 후 오프시 잔류기전력에 의해 세탁포량에 반비례하는 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 소정시간 구동 후 오프시 여력회전에 의해 발생된 아날로그 신호를 디지털 펄스신호로 변환시키는 펄스발생수단과, 상기 펄스발생수단에서 출력된 펄스신호를 평활하는 커패시터와, 상기 모터에 인가되는 교류전원을 제어하고 세탁기 제조시 포량 판정 기준치 및 기준전압이 설정 저장되고 상기 펄스발생수단에 의해 변환된 펄스신호 중 기준전압 이상의 펄스신호 발생시간을 카운트하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지장치.
2. 세탁기 모터의 잔류기전력에 의해 발생되는 총 펄스발생시간을 측정하는 한계 기준전압 및 상기 펄스발생시간에 통해 세탁포량을 판정하는 기준이 되는 포량판정 기준치를 설정 저장하는 제 1 단계와;

   모터를 소정시간 구동 후 전원 오프시 여력회전에 의해 발생되는 평활된 펄스에서 최초펄스부터 한계 기준전압 이상의 펄스발생시간을 카운트하는 제 2 단계와;

   상기 제 2 단계에서 카운트된 펄스발생시간을 상기 제 1 단계에서 설정된 포량판정 기준치와 비교하여 포량 및 부하량을 판정하는 제 3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는 상기 제 2 단계에서 추출된 펄스발생시간이 설정된 포량 판정기준데이터의 중수위 기준치보다 크면 세탁포가 소량인 것으로 판정하는 제 1 과정과, 상기 제 2 단계에서 추출된 펄스발생시간이 선정된 포량 판정 기준데이터의 중수위 기준치보다 작고 고수위 기준치보다 크면 세탁포가 중량인 것으로 판정하고 상기 고수위 기준치보다 작으면 세탁포가 대량인 것으로 판정하는 제 2 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.