KR20000074150A - 드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 수위주파수를 발생시켜 수위레벨을 감지하는 수위감지부와, 상기 수위감지부에서 감지되는 수위레벨을 이용하여 드럼 회전시에 진동량을 감지하는 진동감지부와, 상기 진동감지부에서 감지된 진동량에 따라 탈수행정 진입여부를 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진 것으로 세탁물의 언밸런스에 의한 터브의 진동을 직접검출하여 탈수행정의 수행여부를 검출함으로써 탈수행정시 드럼의 진동을 최소화 할 수 있으며, 탈수속도를 제대로 낼 수 있으므로 세탁효과를 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법{Method and apparatus for sensing vibration of drum washing machine}

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로, 특히 드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 기 설정된 알고리즘에 따라 세탁, 헹굼 및 탈수행정을 수행하여 세탁물을 세탁하는 기계장치로서, 세탁방식에 따라 펄세이터식, 세탁봉식(Agitator), 드럼식등으로 구분된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 드럼세탁기의 구조 및 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 드럼세탁기의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 드럼세탁기는 본체(1)와, 상기 본체(1) 내부에 댐퍼(도시생략)에 의해 고정된 터브(2)와, 상기 터브(2)내에 세탁물이 투입되고 모터(10)의 구동력을 밸트(11)를 통해 전달받아 회전하여 세탁관련행정이 이루어지는 드럼(3)과, 상기 드럼(3)에 공급된 세척수의 온도를 측정하기 위한 써미스터(4)와, 세제를 투입하기 위한 세제통(5)과, 상기 세제통(5)과 연결되어 세척수 또는 상기 세제통(5)의 세제가 혼합된 세척수를 급수하기 위한 급수관(6)과, 세탁행정에서 사용된 세척수를 외부로 배출하기 위한 배수관(7)과, 상기 배수관(7) 끝단에 연결되어 세척수를 강제로 펌핑하기 위한 펌프(8) 및 배수호스(9)를 포함하여 구성된다.

그리고, 이와 같이 구성된 드럼세탁기의 동작을 살펴보면, 먼저 사용자가 본체(1) 전면에 부착된 도어(도시생략)를 열고 세탁물을 투입한 다음 컨트롤 패널을 통해 세탁명령을 입력하면, 세척수가 상기 세제통(5)을 통해 급수관(6)의 안내를 받아 드럼(7)내에 채워진다. 이어서, 세척수가 일정수위 이상으로 채워지면 모터(10)가 구동하고 드럼(3)이 회전하여 세탁이 진행된다.

또한, 세탁이 완료되면 상기 펌프(8)가 동작하여 세척수가 상기 배수관(7) 및 배수호스(9)를 경유하여 외부로 배수되고, 배수가 완료되면 계속해서 헹굼, 탈수행정이 수행되어 세탁행정이 종료된다.

이와 같은 드럼세탁기는 도 2에 도시된 바와 같이, 모터제어기(20)는 탈수행정에 진입하는지 여부를 판단하여 탈수행정에 진입하면 탈수를 수행하기 앞서, 기준 rpm까지 모터(10)를 가속하여 일정시간동안 모터(10)의 rpm 변화량을 산출한다.

이어서, 산출된 모터(10)의 rpm 변화량과 기준 rpm 변화량을 비교하여, 모터의 rpm 변화량이 기준 rpm 변화량 이상이면 드럼(3)내에 있는 세탁물이 언밸런스 상태임을 감지하여 모터(10)의 구동을 정지시키게 된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 제 1 실시예 및 제 2 실시예를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 실시예는 세탁물이 밸런스 상태에 있는 경우 탈수행정에 진입하는 과정을 도시한 것으로, 세탁물이 밸런스 상태에 있을 경우에는 진동이 거의 발생하지 않으므로 모터(10)의 rpm이 일정 rpm에 이른 후 곧바로 탈수행정에 진입한다.

한편, 제 2 실시예는 세탁물이 언밸런스 상태에 있는 경우 탈수행정에 진입하는 과정을 도시한 것으로, 세탁물이 언밸런스 상태에 있을 경우에는 진동이 많이 발생되므로 모터(10)의 rpm이 일정 rpm에 이른 후 변동이 심해지므로 탈수행정 진입이 억제된다.

그러나, 종래 기술에 따른 드럼세탁기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 세탁포가 드럼의 내부벽면에 골고루 붙어있지 않고, 한쪽으로 더 많이 치우쳐 불균형이 발생될 경우 탈수행정시 진동이 발생함과 동시에 탈수속도를 제대로 낼 수 없다.

둘째, 실제 드럼의 진동량을 측정하는 것이 아니라, 모터 회전속도를 검출하여 간접적으로 진동을 감지함으로써 편차가 발생된다.

셋째, 세탁포의 양이나, 모터의 회전동력을 드럼에 전달하는 밸트의 장력에 따라 편차의 차이가 크게 발생된다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 세탁물의 언밸런스에 의한 터브의 진동량을 직접 검출하여 진동정도에 따라 탈수수행여부를 결정하여 드럼세탁기의 탈수진동을 최소화 할 수 있도록 한 드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 드럼세탁기의 구조를 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치를 나타낸 도면

도 3a는 종래 기술에 따른 제 1 실시예를 나타낸 도면

도 3b는 종래 기술에 따른 제 2 실시예를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치를 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 도면

도 7은 시간에 따른 수위주파수의 변화를 나타낸 도면

도 8은 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 터브 22 : 드럼

31 : 감지부 32 : 검출부

33 : 판단부 34 : 메모리

35 : 진동감지부 36 : 배수밸브

본 발명의 특징은 배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 해당하는 수위주파수를 발생하여 그에 해당하는 수위레벨을 감지하는 수위감지부와, 상기 수위감지부에서 감지되는 수위레벨을 이용하여 드럼 회전시에 진동량을 감지하는 진동감지부와, 상기 진동감지부에서 감지된 진동량에 따라 탈수행정 진입여부를 결정하는 제어부를 포함하여 이루어짐에 있다.

또한 본 발명에 따른 배수밸브, 급수밸브 및 메모리를 구비한 드럼세탁기의 진동감지방법에 있어서, 배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량에 해당하는 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하면 상기 배수밸브 및 급수밸브를 오프시켜 모든 상태를 초기화 시키고 일정주기로 기 설정회수만큼 상기 수위주파수를 카운팅하는 단계와, 상기 카운팅된 각각의 수위주파수를 상기 메모리에 저장시키는 단계와, 상기 메모리에 저장된 수위주파수중 중간값을 추출하는 단계와, 상기 추출한 중간값을 진동량 산출식에 적용하여 진동량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 진동량이 일정레벨 이상인지 여부를 판단하여 탈수행정 진입여부를 결정하는 단계를 포함하여 이루어짐에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치를 나타낸 도면이고, 도 5는 진동이 없는 상태의 수위주파수를 나타낸 파형도이고, 도 6은 진동발생시 수위주파수를 나타낸 파형도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치는 터브(21)내 잔존하는 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 해당하는 수위주파수를 발생하는 감지부(31)와, 상기 감지부(31)에서 발생된 수위주파수를 일정주기 단위로 검출하는 검출부(32)와, 상기 검출부(32)에서 검출된 수위주파수에 해당하는 수위레벨을 판단하는 판단부(33)와, 상기 판단부(33)에서 판단된 수위레벨을 저장하기 위한 메모리(34)와, 상기 메모리(34)를 통해 출력된 수위레벨을 이용하여 진동량을 감지하는 진동감지부(35)와, 상기 진동감지부(35)에서 감지된 진동량에 따라 탈수행정 진입여부를 결정하는 제어부(도시생략)로 구성된다.

감지부(31)는 드럼세탁기 터브(21)내의 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 상응하는 주파수를 발생하며, 검출부(32)는 감지부(31)에서 발생된 주파수를 일정주기(100ms 단위) 간격으로 기 설정회수(10회)만큼 검출한다.

판단부(33)는 검출부(32)를 통해 검출된 수위주파수를 받아들여 수위주파수에 해당하는 수위레벨을 판단하여 그 판단 결과 및 검출된 수위주파수중 중간값을 상기 메모리(34)로 전달한다.

진동감지부(35)는 상기 메모리(34)를 통해 입력된 수위주파수를 근거로 하여 진동량을 산출한다.

즉, 탈수행정이 시작되면 초기 세탁수위에서 배수밸브에 의해 세탁수를 드럼진동감지수위만큼 배수를 하거나, 드럼진동감지수위 이하이면 급수밸브를 통해 드럼 진동감지수위 만큼 급수를 하고 탈수행정에 진입한다.

이와 같은 본 발명에 따른 드럼세탁기의 제 1 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 배수행정을 통해 세탁수위가 일정수위에 도달하면 50rpm으로 드럼을 회전시켜 포풀림 행정을 수행하고, 이후 드럼을 가속하여 200rpm에 도달하면 수위주파수를 측정하여 드럼의 진동을 감지하게 된다.

이때, 드럼의 진동이 적으면 수위주파수의 변동량이 아주 적게 나타나게 되어 탈수행정에 진입한다.

한편 본 발명에 따른 드럼세탁기의 제 2 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 포가 한쪽으로 치우쳐 언밸런스 상태를 나타내는 것으로, 배수행정을 통해 세탁수위가 일정수위에 도달하면 50rpm으로 드럼을 회전시켜 포풀림 행정을 수행하고, 이후 드럼을 가속하여 200rpm에 도달하면 진동을 감지하게 되는데 이때 터브내의 세탁수의 출렁거림이 심해져 수위주파수의 변동량이 크게 나타나므로 탈수행정에 진입되는것이 억제된다.

이와 같은 드럼세탁기의 수위주파수 검출과정을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와 같이, f(t0)에서 f(t9)까지 일정주기로 수위주파수를 검출하고, 각각 검출된 수위주파수는 메모리에 저장되며, 검출된 수위주파수에서 중간값을 선정하여 메모리에 저장한다.

이와 같이 검출된 수위주파수 및 중간값을 다음식에 적용하면 진동량이 산출된다.

여기서, f(t)는 검출된 수위주파수, fs는 중간값이다.

즉, 상기 검출부(32)를 통해 일정주기(100ms) 단위로 수위주파수가 검출되며, t0에서 t9까지 10개의 수위주파수를 상기 메모리에 저장시킨다. 그리고, 상기 메모리에 저장된 10개의 수위주파수 데이터를 정렬하여 중간값(fs)을 추출한다.

상기 추출된 중간값(fs)과 상기 t0에서 t9까지 감지한 수위주파수(f(t0)∼f(t9))와 각각의 차를 산출하고, 그 차를 절대값을 취하여 적산한다. 이때, 적산값이 진동량이 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지방법을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터브내 잔존하는 세탁수량에 해당하는 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하는지 여부를 판단한다(S1).

이어서 상기 판단 결과(S1), 터브내 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하면 배수밸브 및 급수밸브를 모두 오프시킨다(S2).

기 설정주파수가 유지되면 진동량을 감지하기 위해서 변수들을 초기화시킨다(S3-S6).

그리고, 기 설정회수동안 카운팅되었는지 여부를 판단한다(S7).

이어서 상기 판단 결과(S7), 기 설정회수동안 카운팅되지 않았으면 수위데이터가 읽혀졌는지 여부를 판단한다(S8).

수위데이터가 읽혀졌으면 수위감지 루틴을 초기화하고, 현재 감지된 수위주파수를 메모리에 저장한다(S9-S10). 그리고, 카운팅 횟수를 증가시킨다(S11).

한편 상기 판단 결과(S7), 기 설정회수동안 카운팅이 이루어졌으면 카운팅 회수에 따라 산출된 각각의 수위데이터중에서 중간값을 소팅하여 메모리에 저장한다(S12).

그리고, 산출된 각각의 수위데이터와 중간값을 이용하여 진동량(k)을 산출한다(S13).

이어서, 상기 산출된 진동량(k)이 일정레벨(100) 이상인지 여부를 판단한다(S14).

상기 판단 결과(S14), 산출된 진동량(k)이 일정레벨(100) 이상이면 진동발생 플래그를 1로 세트시키고, 일정레벨(100) 이하이면 진동발생 플래그를 0으로 세트시킨다(S15-S16).

한편 상기 판단 결과(S1), 터브내 잔존하는 세탁수량에 해당하는 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하지 않으면 기 설정주파수 이하인지 여부를 판단한다(S17).

이어서 상기 판단 결과(S17), 감지된 수위주파수가 기 설정주파수 이하이면 배수밸브를 온시켜 배수행정을 시작한다(S18).

또한 상기 판단 결과(S17), 감지된 수위주파수가 기 설정주파수 이상이면 급수밸브를 온시켜 급수행정을 시작한다(S19).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지방법은 진동량을 감지하기 위해서는 터브내 특정주파수의 세탁수위를 유지해야 하므로 배수밸브와 급수밸브에 의해 제어되고 있다.

즉, 특정 수위주파수가 유지되면 진동량을 감지하기 위해서 변수들을 초기화 시키며, 수위센서의 수위검출시간은 일정주기(100ms)로 일정회수(10)동안 수위주파수를 카운팅시켜 획득한 수위주파수(f(0) ∼ f(9))를 메모리에 저장한다.

그리고, 상기 메모리에 저장된 수위주파수(f(0) ∼ f(9))에 저장된 수위주파수를 소팅하여 중간값을 취하여 중간값(fs)을 메모리에 저장하고, 이 중간값(fs)을 가지고 10개의 저장된 수위주파수와의 차를 산출하여 절대치를 취하여 변수값 k에 적산한다.

상기 변수값 k는 진동량으로서, 산출된 k가 일정레벨(100) 이상이면 세탁기의 진동이 심하게 발생하고 있는 것으로 판단하여 진동발생 플래그 S에 1로 세팅한 후 탈수행정 진입을 제한한다.

본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동감지장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 세탁물의 언밸런스에 의한 터브의 진동을 직접 검출하여 탈수행정의 수행여부를 검출함으로써 진동감지 편차를 최소화 시킬 수 있다.

둘째, 진동감지의 편차가 감소되므로 탈수행정시 드럼의 진동을 최소화 시킬 수 있다.

셋째, 드럼의 진동을 최소화 시켜 탈수속도가 안정됨으로써 탈수효과를 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 해당하는 수위주파수를 발생시켜 수위레벨을 감지하는 수위감지부;

   상기 수위감지부에서 감지되는 수위레벨을 이용하여 드럼 회전시에 진동량을 감지하는 진동감지부; 그리고,

   상기 진동감지부에서 감지된 진동량에 따라 탈수행정 진입여부를 결정하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수위감지부는 배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량을 감지하고, 감지된 세탁수량에 해당하는 수위주파수를 발생하는 감지부;

   상기 감지부에서 발생되는 수위주파수를 일정주기로 검출하는 검출부;

   상기 검출부에서 검출된 수위주파수에 해당하는 수위레벨을 판단하는 판단부; 그리고,

   상기 판단부에서 판단된 수위레벨을 저장하기 위한 메모리로 구성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지장치.
3. 배수밸브, 급수밸브 및 메모리를 구비한 드럼세탁기의 진동감지방법에 있어서,

   배수행정 후 터브내 잔존하는 세탁수량에 해당하는 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하면 상기 배수밸브 및 급수밸브를 오프시켜 모든 상태를 초기화 시키고 일정주기로 기 설정회수만큼 상기 수위주파수를 카운팅하는 단계;

   상기 카운팅된 각각의 수위주파수를 상기 메모리에 저장시키는 단계;

   상기 메모리에 저장된 수위주파수중 중간값을 추출하는 단계;

   상기 추출한 중간값을 진동량 산출식에 적용하여 진동량을 산출하는 단계; 그리고,

   상기 산출된 진동량이 일정레벨 이상인지 여부를 판단하여 탈수행정 진입여부를 결정하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 터브내 잔존하는 수량에 해당하는 수위주파수가 기 설정주파수와 일치하지 않으면 기 설정주파수 이하인지 여부를 판단하는 단계;

   상기 수위주파수가 기 설정주파수 이하이면 상기 배수밸브를 온 시켜 배수행정에 진입하는 단계; 그리고,

   상기 수위주파수가 기 설정주파수 이상이면 상기 급수밸브를 온 시켜 급수행정에 진입하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 산출된 진동량은 상기 메모리에 저장된 각각의 수위주파수와 추출한 중간값과의 차를 산출하고, 그 차에 절대치를 취하여 산출된 값임을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 산출된 진동량이 일정레벨 이상이면 탈수행정 진입을 억제시키고, 일정레벨 이하이면 탈수행정에 진입함을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동감지방법.