KR20000045039A - 세탁기의 불균형 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 세탁기의 불균형 감지방법은 세탁기의 탈수행정시 세탁조내의 세탁물 불균형분포에 따른 세탁기의 언발런스상태를 별도의 기계적인 세탁기 불균형 감지장치를 장착하지 않고 모터의 회전시 발생되는 펄스의 주기차를 이용하여 감지할 수 있도록 한 것이다.

이 방법은, 모터를 설정된 체크시간 동안 구동시켜 단위펄스간 주기들을 검출하여 각각의 주기들의 차이값을 저장하고, 설정된 체크시간에 도달하면 차이값들의 평균값을 산출하고, 그 평균주기값과 소정의 기준값을 비교하여, 평균주기값이 기준값보다 크면 구동모터를 정지시켜 불균형을 보상하고, 평균주기값이 기준값보다 작으면 본탈수행정을 계속적으로 실행하게 함으로써, 보다 정확하게 세탁기의 불균형상태를 감지할 수 있다.

Description

세탁기의 불균형 감지방법

본 발명은 세탁기의 불균형 감지방법에 관한 것으로써, 특히 세탁기의 탈수행정시 세탁조내의 세탁물 불균형분포에 따른 세탁기의 언발런스상태를 모터의 관성회전시 발생되는 전압의 변화를 검출하여 정확하게 감지할 수 있도록 한 세탁기의 불균형 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세제의 유화작용 및 회전운동에 따른 세탁수류의 마찰작용 그리고 세탁물과의 충격작용등을 이용하여 의복, 침구 등의 세탁물에 묻어있는 이물질을 깨끗하게 세탁하기 위한 제품이다. 이러한, 세탁기는 현재 전자 및 기계기술의 발전에 따라 완전 수동으로 모든동작을 수행하는 수동세탁기로부터 반자동세탁기, 자동세탁기 및 드럼세탁기 그리고, 공기방울세탁기, 봉세탁기 통돌이세탁기등 다양한 종류의 세탁기들이 제품화되어 시판되고 있는 실정이다.

상기한 세탁기들은 기 설정된 알고리즘에 따라 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 포량의 정도에 따라 기 설정된 시간동안 순차적으로 수행하게 된다. 또한, 세탁, 헹굼, 탈수행정중 일 행정만을 사용자가 선택하고, 선택된 일 행정의 구동신간을 사용자가 선택적으로 설정하여 일 행정만을 별도로 수행할 수도 있는 것이다.

이와 같이 세탁기는 세탁행정 및 헹굼행정이 완료되게 되면 자동으로 세탁조에 존재하는 세탁수를 배수시키고, 세탁수의 배수가 완료되면 자동으로 탈수행정을 수행하게 되는데 이때, 세탁조내의 세탁물이 한쪽으로 치우치게 되어 세탁물이 언발런스상태로 놓이게 되는 경우가 흔히 발생하게 된다. 이렇게 세탁물이 세탁조내에서 언발런스상태로 놓이게 되면 탈수초기행정시 세탁물의 치우침으로 인해 세탁물이 치우쳐 있는 부분을 중심으로 세탁조는 타원운동을 하게 되고, 세탁조의 타원운동에 따라 세탁조가 저수조에 부딪치게 되어 세탁기에 손상을 가하게 되는 문제점과 충격에 의한 심한 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래에는 이러한 세탁물의 불균형으로 인해 발생되는 진동 및 소음을 방지하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 세탁물 불균형 감지장치를 장착하여 상기한 문제점을 해결하였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지장치 및 감지방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 세탁물의 불균형 감지장치가 장착된 세탁기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로써, 도 1을 참조하여 그 구성을 살펴보면, 세탁기(11) 뚜껑의 개폐여부를 감지하는 제 2 스위칭접점(17)과, 세탁기(11)의 탈수행정시 세탁조내에 있는 세탁물의 불균형분포로 인한 세탁기의 언발런스를 감지하는 제 1 스위칭접점(16)과, 상기 제 1 , 2 스위칭접점(16, 17)에서 감지된 신호에 따라 세탁기(11) 탈수행정의 온/오프동작을 선택적으로 수행할 수 있도록 모터(18)를 제어하는 마이컴(미도시)으로 구성되어 세탁기(11) 상측의 뚜껑부분에 장착된다. 여기서, 상기 세탁기의 언발런스를 감지하는 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프동작은 세탁기의 탈수행정을 위한 세탁조(13)의 회전시 세탁조(13)내에 있는 세탁물의 치우침으로 인해 세탁조(13)가 저수조(12)에 접촉되어 저수조(12))의 요동에 따라 언발런스레버(15)가 연동하여 흔들림으로써, 언발런스레버(15)에 연결된 제 1스위칭접점(16)이 온/오프된다. 즉, 언발런스레버(15)의 움직임에 따른 제 2 스위칭접점(17)의 온/오프스위칭신호에 따라 세탁기의 언발런스를 감지하게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지장치의 동작을 상세하게 살펴보면, 먼저 세탁기(11)의 세탁행정 및 헹굼행정이 완료되면, 마이컴은 배수밸브(24)를 제어하여 세탁조(13)내에 헹굼행정시 사용한 헹굼수를 배수호스(25)를 통해 외부로 배수시키게 된다.

이와 같이 헹굼수가 완전히 배수되면 마이컴은 세탁물의 불균형상태를 감지하기 위한 예비탈수행정을 위해 모터(18)를 구동시키고, 세탁조(13)의 회전을 단속하고 펄세이터(23)만이 회전되도록 클러치(21)를 제어한다.

모터(18)의 구동 즉, 모터(18)의 회전에 따라 발생되는 동력을 모터(18)에 연결된 풀리(19), 벨트(20), 클러치(21) 및 회전축(23)을 통해 세탁조(13)로 전달하여 세탁조(13)를 회전시킴으로써, 세탁물의 탈수행정을 수행하게 되는 것이다. 여기서, 클러치(21)는 마이컴의 제어에 따라 세탁행정 및 헹굼행정시에는 세탁조(13)의 회전을 단속하고 펄세이터(23)만을 회전시켜 펄세이터(23)의 회전력을 이용하여 세탁 및 헹굼행정을 수행하도록 하고, 탈수행정시에는 펄세이터(23)의 회전을 단속하고 세탁조(13)만을 회전시켜 세탁조(13)의 회전력을 이용하여 탈수행정을 수행할 수 있도록 하는 펄세이터(13) 및 세탁조(13) 회전단속장치이다.

그러나, 이러한 예비탈수행정시 세탁조(13)내에 있는 세탁물이 균일하게 분포되어 있지 않고 한쪽으로 치우쳐 있는 상태로 세탁조(13)가 회전하게 되면 세탁조(13)는 타원형태의 회전운동을 하게 됨으로써, 세탁물이 치우쳐 있는 부분의 세탁조(13)는 저수조(12)에 접촉되게 되어 세탁기의 진동과 소음이 발생하게 된다. 즉, 세탁기의 언발런스가 발생되게 되는 것이다.

이와 같이 세탁조(13)의 접촉에 따라 저수조(12)는 요동을 하게 되어 언발런스레버(15)를 이동시키게 된다. 언발런스레버(15)는 세탁조(13)의 타원회전운동에 따른 저수조(12)의 요동에 따라 원상복귀 및 이동을 반복적으로 수행하게 되고, 이와 연계동작하는 언발런스레버(15)에 연결된 제 1 스위칭접점(16)은 온/오프스위칭이 반복적으로 이루어지게 된다.

이와 같이 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프반복스위칭에 따라 발생되는 스위칭신호는 마이컴으로 인가된다. 따라서, 마이컴은 제 1 스위칭접점(16)의 온오프동작에 따라 입력되는 스위칭신호가 세탁기의 언발런스를 감지하기 위한 기 설정범위내의 값인지를 판단하여 설정범위이내의 값인 경우에는 세탁물의 치우침으로 의해 발생되는 세탁기의 불균형상태로 판단하게 되는 것이다. 이렇게 세탁기의 현상태가 불균형상태로 판단되면, 마이컴은 모터(18)를 정지시켜 탈수행정을 중단하고 세탁조(13)내로 세탁수를 재급수하여 탈수행정을 재개하기 위한 불균형 보정동작을 수행하게 된다. 즉, 급수를 하고 다시 헹굼행정을 수행하여 세탁물의 치우침을 보정하는 것이다.

헹굼행정이 완료되면, 상기와 같은 예비탈수동작을 재 수행하여 세탁물의 치우침으로 인해 발생되는 세탁기의 불균형상태를 재 감지하게 되는 것이다. 여기서, 상기 예비탈수동작은 세탁물의 언발런스를 감지하기 위한 동작으로서, 모터(18)의 회전속도를 저속으로하여 회전시켜 예비탈수동작을 수행하는 것이다.

그러나, 이와 같이 세탁기의 불균형보정동작을 수행하여도 불균형이 보정이 되지 않고, 불균형상태감지가 일정 횟수 이상 감지가 되게 되는 경우에는 사용자가 직접 세탁물의 불균형상태를 보정시킬 수 있도록 경보장치(미도시)를 통해 사용자에게 세탁물의 불균형상태를 경고하게 되는 것이다. 여기서, 도 1에 도시된 제 2 스위칭접점(17)의 동작 즉, 세탁기(11)의 뚜껑개폐여부를 감지하고 감지된 뚜껑개폐여부에 따라 수행되는 세탁기의 동작처리과정은 본원발명과 무관하기 때문에 그 설명을 생략하기로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지장치의 동작에 상응하는 세탁기의 불균형 감지방법에 대하여 도 2를 참조하여 간단하게 살펴보기로 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지방법을 나타낸 동작플로우챠트를 도시한 것으로써, 세탁행정방법에 대한 플로우는 생략하고 헹굼행정과, 탈수 행정시 세탁물의 언발런스상태를 감지하는 방법 및 언발런스상태감지시 세탁물의 언발런스 보정동작의 플로우를 도시하였다.

먼저, 세탁행정이 완료되고 행굼동작을 하기 위한 헹굼수가 세탁기(11)의 세탁조(13)내로 급수되면 마이컴(20)의 제어에 따라 헹굼동작을 기 설정된 시간동안 수행한다(S101).

이어, 헹굼동작이 완료되면(S102) 세탁조(13)내의 세탁수를 완전히 배수시키고(S103), 배수가 완료되면(S104) 마이컴의 제어에 따라 일정시간동안 모터(21)를 구동하여 예비탈수동작을 수행하게된다(S105). 여기서, 예비탈수동작은 상술한 바와 같이 세탁물의 불균형상태를 감지하기 위한 동작이다.

이어, 상기 예비탈수동작을 수행하는 동안 마이컴은 세탁기의 언발런스상태를 감지하는 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프상태를 검출하게 된다(S106). 이어서, 상기 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프상태 검출결과에 따른 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프동작이 반복적으로 이루어지는지를 판단한다(S107).

상기 판단결과, 제 1 스위칭접점(16)의 반복적인 온/오프동작이 검출되지 않게 되면 마이컴은 모터(18)를 계속적으로 구동시켜 세탁기의 본탈수행정을 수행하도록 제어한다(S108),

한편 상기 판단결과 제 1 스위칭접점(16)의 반복적인 온/오프동작이 검출되게 되면 마이컴은 세탁물이 세탁조(13)내에 한쪽으로 치우쳐있는 언발런스상태로 판단하여 모터(18)의 구동을 정지시키고 세탁조(13)내에 헹굼수를 재급수하여(S109) 헹굼행정을 통해 세탁조(13)내의 세탁물 불균형보정동작을 수행하게 된다.

이어, 헹굼행정을 통해 세탁물의 불균형보정동작이 완료되면 즉, 헹굼행정이 완료되면 상기한 세탁기의 언발런스감지동작을 반복적으로 수행한다.

이와 같은 세탁물의 언발런스감지동작을 통해서도 언발런스감지가 일정횟수 이상 반복되는 경우에는 세탁기의 모든동작을 정지시키고 사용자가 직접 세탁물의 언발런스를 보정할 수 있도록 경보장치를 통해 경고하게 된다.

그리고, 상기 S107단계 즉, 본탈수동작을 수행하는 동안에도 제 1 스위칭접점(16)의 온/오프상태가 계속적으로 감지되면 모터(18)를 정지시켜 현재 진행중인 본탈수행정을 중단시키고 상기 S109단계부터 다시 동작을 수행하여 세탁물의 보정동작을 순차적으로 수행하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 세탁기에서는 탈수시 세탁물 또는 세탁조의 불균형을 감지하기 위해서는 필수적으로 별도의 언발런스 감지장치를 장착하여야 하므로 비용의 증가가 발생하게되며 또한 그와 같은 감지장치를 설치하기 위한 공간의 확보가 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 세탁기의 언발런스 감지장치는 물리적접촉에 의해 동작하는 기계장치이기 때문에 취급부주의 또는 장시간사용에 의해 감지장치가 마모되는 경우 감지장치의 교환 및 재설치를 해야 함은 물론, 특히, 감지장치의 설치상태에 따라 탈수조와 감지스위치간의 거리가 변하게 되어 세탁조의 불균형에 대해 필요이상 민감하거나 역으로 둔감하게되어 정확한 세탁기의 불균형을 감지할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 구동모터의 로터의 회전을 감지하기 위한 홀센서로부터 탈수조의 회전시 입력되는 펄스파형을 이용하여 세탁조의 불균형을 정확하게 감지할 수 있는 세탁기의 불균형 감지방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지장치가 장착된 세탁기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 세탁기의 불균형 감지방법의 동작플로우챠트를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법의 동작 플로우챠트를 나타낸 도면

도 4는 홀센서에 의해 감지되는 3상 구동모터의 회전펄스를 나타내는 도면.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

11 : 세탁기 12 : 저수조

13 : 세탁조 14 : 캐비닛

15 : 언발런스레버 16, 17 : 스위칭접점

18 : 모터 19 : 풀리

20 : 벨트 21 : 클러치

22 : 회전축 23 : 펄세이터

24 : 배수밸브 25 : 배수호스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법의 기본적인 특징은 별도의 기계적인 세탁기 불균형 감지장치를 장착하지 않고 탈수행정초기에 일정시간동안 일정회전수로 모터를 구동시킨 후 홀센서에 의해 발생되는 단위펄스의 주기의 차를 측정하여 각각의 측정치의 평균값이 기준값 또는 설정값보다 크게되는 경우 세탁물의 치우침으로 인한 세탁기의 불균형이 발생된 것으로 판단하는데 있다.

또한, 상술된 목적은 구체적으로 구동모터를 구비한 세탁기의 불균형 감지방법에 있어서, 세탁기의 헹굼행정완료 후, 상기 모터를 설정된 체크시간 동안 구동시켜 단위펄스간 주기들을 검출하여 각각의 주기들의 차이값을 저장하는 단계와, 상기 설정된 체크시간에 도달하면 각각의 차이값들의 평균값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 평균주기값과 세탁조가 균형구동되는 범위내의 값으로 규정된 기준값을 비교하는 단계와, 비교결과, 그 평균주기값이 기준값보다 큰경우에는 세탁조가 불균형하게 회전되는 것으로 판단하여 구동모터를 정지시켜 불균형을 보상하고, 평균주기값이 기준값보다 작은경우에는 세탁조가 균형적으로 회전되는 것으로 판단하여 본탈수행정을 계속적으로 실행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 세탁기의 불균형 감지방법에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법을 나타낸 동작 플로우챠트를 도시한 것으로써, 세탁기의 세탁행정에 대한 동작 플로우는 생략하고 헹굼행정 및 탈수행정시 세탁기의 불균형 감지방법에 대한 플로우만을 도시한 것이고, 도 4는 3상 구동모터의 회전시 홀센서에 의해 감지되는 펄스를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법은 도 1에 도시된 종래 기술에서와 같이 기계적으로 이루어진 세탁기의 불균형 감지장치 즉, 불균형 감지스위칭접점 및 언발런스레버를 제거한 것으로써, 본 발명의 불균형 감지방법을 살펴보면, 먼저, 세탁행정이 완료되고 헹굼동작을 하기 위한 세탁수가 세탁기의 세탁조내로 급수되면 마이컴의 제어에 따라 헹굼행정을 기 설정된 시간동안 수행한다(S201).

이어, 헹굼행정이 완료되면(S202) 세탁조내의 세탁수, 즉, 헹굼수를 완전히 배수시킨후(S203), 배수가 완료되면 설정된 체크시간동안 일정 회전수로 구동모터를 작동시키고(S204), 이와 같이 모터의 작동에 의해 각각의 단상에서 발생되는 펄스의 주기차를 검출하여 측정값을 저장한다(S205).

여기서 초기의 탈수행정시 구동모터가 회전될 때 홀센서에 의해 감지되는 출력펄스는 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 단상(Ha,Hb,Hc)에서 120°의 전기각 간격을 두고 6개의 패턴양식이 연속반복적으로 나타나게 되는데, 상술된 바와 같이 이와 같은 탈수 초기에 구동모터가 일정한 주파수로 회전하도록 하면 펄스패턴이 바뀔 때 마다 펄스주기(T1,T2,T3,-----)가 발생될 것이다. 한편, 세탁물이 세탁조내에서 일측으로 치우쳐져있는 경우에는 연속적으로 나타나는 펄스주기간의 차이가 점진적으로 증가하는 상태로 나타나게 될 것인 바, 상술된 검출 및 저장단계(S205)에서는 이와 같은 주기차(Tn_-1-Tn)를 계산하여 저장하는 것이다.

이후, 구동모터가 설정된 체크시간동안 구동하였는 지를 판단하여(S206), 그 체크시간동안 작동하지 않았으면 상술된 실행단계(S204,S205)를 다시 반복적으로 실행하고, 체크시간동안 구동모터가 작동하면, 상술된 주기차 측정 및 저장 단계(S205)에 저장된 각각의 주기차를 합한후 그것의 평균 주기차를 산출한다(S207).

이후, 산출된 평균주기값이 예컨대 실험에 의해 세탁조가 안정적이고 균형적으로 정상구동될 수 있는 범위내에서 설정된 평균주기값으로 규정될 수 있는 기준값과 비교하여(S208), S210).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세탁기의 불균형 감지방법은 별도의 기계적인 세탁기 불균형 감지장치를 장착할 필요가 없기 때문에 생산가가 저렴하게 되며 또한 세탁기 내부의 공간활용이 용이해질 수 있는 이점이 있다.

또한, 탈수행정초기에 일정시간동안 모터를 구동시켜 이때 발생되는 펄스의 주기차를 이용하여 세탁기의 불균형을 감지하는 것이기 때문에 감지오차를 줄일 수 있어 보다 정확한 세탁기의 불균형상태를 감지할 수 있는 감지능력을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 구동모터를 구비한 세탁기의 불균형 감지방법에 있어서,

   세탁기의 헹굼행정완료 후, 상기 모터를 설정된 체크시간 동안 구동시켜 단위펄스간 주기들을 검출하여 각각의 주기들의 차이값을 저장하는 단계와,

   상기 설정된 체크시간에 도달하면 각각의 차이값들의 평균값을 산출하는 단계와,

   상기 산출된 평균주기값과 세탁조가 균형구동되는 범위내의 값으로 규정된 기준값을 비교하는 단계와,

   비교결과, 그 평균주기값이 기준값보다 큰경우에는 세탁조가 불균형하게 회전되는 것으로 판단하여 구동모터를 정지시켜 불균형을 보상하고, 평균주기값이 기준값보다 작은경우에는 세탁조가 균형적으로 회전되는 것으로 판단하여 본탈수행정을 계속적으로 실행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 세탁기의 불균형 감지방법.