KR20010028452A - 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법에 관한 것으로서, 세탁조의 언밸런스 정도에 따라 그 언밸런스량을 측정하여 단계별로 구분하고, 각 단계별로 세탁조의 회전속도를 설정하는 언밸런스량 설정과정과; 탈수 동작 중에 세탁조가 언밸런스 상태인지를 계속적으로 감지하여 그 감지 결과가 언밸런스 상태인 경우에 능동모드로 절환하는 모드 절환과정과; 상기 능동모드로 절환한 경우에 현재 세탁조의 언밸런스량을 측정하고, 그 측정된 언밸런스량의 해당 단계를 판별하는 능동모드 초기과정과; 상기 판별된 언밸런스량의 단계에 따라 세탁조의 회전속도를 가변시킴으로써 진동 및 소음 회피를 위한 탈수 동작이 수행되는 능동모드 진행과정을 포함하므로, 탈수시 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되면 그 언밸런스량을 정확히 구분 감지하여 언밸런스량에 따라 회전속도를 가변시키는 진동 회피 알고리즘으로 탈수 동작을 계속 진행시킴으로써 언밸런스시 진동에 의한 소음이 현저히 감소할 뿐만 아니라 기존과 같이 언밸런스시 다시 헹굼 행정으로 되돌아갈 필요가 없어져 에너지도 절감될 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

언밸런스량에 따른 탈수 제어방법{method for controlling of spin-drying on the ground of unbalance amount}

본 발명은 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법에 관한 것으로서, 특히 세탁 내조의 한쪽으로 포가 치우침으로써 언밸런스 상태의 세탁 내조가 심하게 진동되면서 소음 및 세탁 내조가 외조 또는 상부 탑-커버(top-cover)를 치게 되어 시스템에 악영향을 미칠 수 있으므로 세탁조의 언밸런스 정도에 따라 언밸런스량을 구분 감지하여 세탁조의 회전속도를 변화시켜 탈수 진동 및 소음을 감소시키고 시스템의 손상을 방지할 수 있는 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법에 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.

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, 탱크(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 탱크(10)와 일정 간격을 두고 설치되어 탱크(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 탱크(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 탱크(10)를 타격하게 된다.

이때, 상기 탱크(10)의 타격 정도에 따라 진동폭이 증가하여 탱크(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 탱크(10)에 너무 가깝게 설치되어 있으면 탱크(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.

또한, 기존에는 탈수시 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되게 되면 탈수를 진행하지 않고 다시 헹굼 행정으로 되돌아가게 되므로 에너지가 상당히 소요된다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 탈수시 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되면 그 언밸런스량을 정확히 구분 감지하여 언밸런스량에 따라 회전속도를 가변시키는 진동 회피 알고리즘으로 탈수 동작을 계속 진행시킴으로써 언밸런스시 진동에 의한 소음이 현저히 감소할 뿐만 아니라 기존과 같이 언밸런스시 다시 헹굼 행정으로 되돌아갈 필요가 없어져 에너지도 절감될 수 있는 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 접점 방식을 이용한 진동센서가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법이 도시된 순서도,

도 3은 본 발명에 의한 언밸런스량에 따른 세탁조의 RPM 변화가 도시된 그래프.

＜도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명＞

RPM1 : 정상상태에서의 세탁조 회전속도

RPM2 : 언밸런스 단계 중 제2 단계에서의 세탁조 회전속도

RPM3 : 언밸런스 단계 중 제3 단계에서의 세탁조 회전속도

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법의 제1 특징에 따르면, 세탁조의 언밸런스 정도에 따라 그 언밸런스량을 측정하여 단계별로 구분하고, 각 단계별로 세탁조의 회전속도를 설정하는 언밸런스량 설정과정과; 탈수 동작 중에 세탁조가 언밸런스 상태인지를 계속적으로 감지하여 그 감지 결과가 언밸런스 상태인 경우에 능동모드로 절환하는 모드 절환과정과; 상기 모드 절환과정에서 능동모드로 절환한 경우에 현재 세탁조의 언밸런스량을 측정하고, 그 측정된 언밸런스량의 해당 단계를 판별하는 능동모드 초기과정과; 상기 능동모드 초기과정에서 판별된 언밸런스량의 단계에 따라 세탁조의 회전속도를 가변시킴으로써 진동 및 소음 회피를 위한 탈수 동작이 수행되는 능동모드 진행과정을 포함한다.

또한, 본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 모드 절환과정에서는 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되지 않는 경우에 시스템에서 이미 정해진 세탁조의 회전속도로 탈수 행정을 진행하는 설정모드 진행과정을 포함한다.

본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 능동모드 초기과정에서는 측정된 세탁조의 언밸런스량이 상기 언밸런스량 설정과정의 각 단계별 언밸런스량을 모두 초과하는 경우에 시스템 보호를 위해 탈수를 정지시키는 탈수 정지과정을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법이 도시된 순서도이고, 도 3은 언밸런스량에 따른 세탁조의 RPM 변화가 도시된 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 과정에서는 탈수 동작 중에 세탁조 회전속도의 리플 크기에 따라 언밸런스량을 감지하고, 그 감지된 언밸런스량을 0.5㎏, 1㎏, 2㎏으로 단계별 구분 설정하는 동시에 각 언밸런스의 단계별로 진동대를 회피할 수 있도록 세탁조의 회전속도를 결정하게 된다.(S1 참조)

여기서, 상기 언밸런스량의 각 단계는 초기 설계시 여러 단계로 구분될 수 있는데, 각 언밸런스량의 단계가 너무 많으면 회전속도의 감지 및 가변을 위해 시스템의 정밀도가 높아져야 하며, 상기 언밸런스량의 단계가 너무 적어도 진동 및 소음 감지에 탁월한 효과를 발휘할 수 없기 때문에 적정한 단계로 언밸런스량을 구분해야 한다.

따라서, 본 발명에서는 언밸런스량의 단계를 크게 4가지로 구분하게 된다, 즉, 제1 단계는 설정모드가 진행되는 부분으로서 시스템이 세탁조의 언밸런스 정도를 거의 감지할 수 없을 정도로 세탁조가 비교적 안정된 상태이며, 제2 단계와 제3 단계는 능동모드가 진행되는 부분으로서 세탁조가 정상 상태에서 어느 정도 치우쳐 있는지에 따라 소량 언밸런스 상태이면 제2 단계, 대량 언밸런스 상태이면 제3 단계로 구분되고, 제4 단계는 세탁조의 언밸런스 상태가 제3 단계의 범위를 벗어나 시스템이 과도하게 동작되어 안전 사고 발생이나 시스템의 손상이 염려되는 부분으로서 탈수 행정이 즉시 정지되게 된다.

한편, 일반적으로 탈수 행정은 본탈수를 시작하기 위해 탈수 회전속도(대개, 750RPM 정도)까지 세탁조의 회전속도를 점차 증가시키다가 탈수 회전속도 정도에서는 그 회전속도를 유지하면서 탈수 동작을 수행한 후에 세탁조의 회전속도를 점차 감속시켜 탈수 동작을 완료하게 된다.

그런데, 탈수 행정 중에 세탁조의 회전속도가 60RPM 정도에서는 세탁 내조가 좌우 진동되어 세탁 외조를 치게 되므로 소음이나 시스템의 파손이 발생될 수 있고, 세탁조의 회전속도가 200∼300RPM 정도에서는 세탁 내조가 좌우 진동과 동시에 상하 진동되어 소음 및 시스템의 파손이 심화된다. 이렇게, 상기 60RPM과 200∼300RPM과 같은 특정 대역을 진동대라고 한다.

그 후, 제2 과정에서는 탈수 동작을 진행하면서 세탁조가 언밸런스 상태인지를 계속적으로 감시하게 되고(S2 참조), 제3 과정에서는 상기 제2 과정(S2)의 감시 결과가 '아니오'인 경우에 현재 세탁조는 비교적 안정된 상태로서 상기 제1 과정(S1)의 언밸런스량 단계 중에서 제1 단계에 해당된다고 판단하고 설정모드를 진행하면서 시스템에서 정해진 세탁조의 회전속도(도 3에서 RPM1을 의미함)대로 탈수를 수행하게 된다.(S3 참조)

그런데, 제4 과정에서는 상기 제2 과정(S2)의 감시 결과가 '예'인 경우에 세탁조가 어느 정도 치우쳐 있는 상태라고 판단하고 현재 세탁조의 언밸런스량을 측정하게 된다.(S4 참조)

제5 과정에서는 상기 제4 과정(S4)에서 측정된 현재 언밸런스량이 제1 과정(S1)의 언밸런스량 단계 중에서 제2 단계에 해당되는지를 판별하게 된다.(S5 참조) 여기서, 상기 제5 과정(S5)의 판별 결과가 '예'인 경우에 제6 과정에서는 능동모드로 절환되어 도 3에 도시된 바와 같이 세탁조의 회전속도(도 3에서 RPM2를 의미함)를 RPM1보다 낮추어 진동대에서의 진동 및 소음이 거의 없거나 최소화되도록 하면서 탈수 행정을 수행하게 된다. 즉, RPM1＞RPM2가 된다.(S6 참조)

반면에, 제7 과정에서는 상기 제5 과정(S5)의 판별 결과가 '아니오'인 경우에 상기 제4 과정(S4)에서 측정된 현재 언밸런스량이 제1 과정(S1)의 언밸런스량 단계 중에서 제3 단계에 해당되는지를 판별하게 된다.(S7 참조)

상기 제7 과정(S7)의 판별 결과가 '예'인 경우에는 제8 과정에서는 상기 제6 과정(S6)과 마찬가지로 시스템이 능동모드로 절환된 후에 세탁조의 회전속도(도 3에서 RPM3을 의미함)를 RPM1보다 높아지도록 함으로써 진동대를 회피하면서 탈수 동작을 수행하게 된다.(S8 참조) 즉, RPM1대로 탈수 동작을 진행시키게 되면 세탁 내조가 세탁 외조를 치게 되어 소음이 발생되므로 속도를 상승시켜 가속 소음이 발생하지 않도록 세탁조의 회전속도를 RPM1＜RPM3으로 하고 탈수 동작을 단시간에 완료하게 되며, 전체적으로 회전속도는 RPM2＜RPM1＜RPM3이 된다.

그러나, 상기 제7 과정(S7)의 판별 결과가 '아니오'인 경우에 제9 과정에서는 세탁조의 언밸런스량이 상기 제1 과정(S1)의 언밸런스량 단계 중에서 제3 단계를 벗어나 제4 단계에 해당된다고 판단하고, 시스템의 무리한 동작이나 파손을 방지하기 위해 탈수 동작을 즉시 정지시키게 된다.(S9 참조)

따라서, 탈수 동작 중에 센서를 통해 세탁조의 언밸런스가 감지되게 되면 그 언밸런스량을 정확하게 감지하여 그에 따른 각각의 진동 회피 알고리즘을 진행함으로써 탈수시 진동에 의한 소음이 감소될 뿐만 아니라, 기존에는 세탁조의 언밸런스시 다시 헹굼 행정으로 돌아가게 되었지만 본 발명에서는 진동 회피 알고리즘으로 탈수를 진행하므로 에너지가 절감될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법은 탈수시 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되면 그 언밸런스량을 정확히 구분 감지하여 언밸런스량에 따라 회전속도를 가변시키는 진동 회피 알고리즘으로 탈수 동작을 계속 진행시킴으로써 언밸런스시 진동에 의한 소음이 현저히 감소할 뿐만 아니라 기존과 같이 언밸런스시 다시 헹굼 행정으로 되돌아갈 필요가 없어져 에너지도 절감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁조의 언밸런스 정도에 따라 그 언밸런스량을 측정하여 단계별로 구분하고, 각 단계별로 세탁조의 회전속도를 설정하는 언밸런스량 설정과정과; 탈수 동작 중에 세탁조가 언밸런스 상태인지를 계속적으로 감지하여 그 감지 결과가 언밸런스 상태인 경우에 능동모드로 절환하는 모드 절환과정과; 상기 모드 절환과정에서 능동모드로 절환한 경우에 현재 세탁조의 언밸런스량을 측정하고, 그 측정된 언밸런스량의 해당 단계를 판별하는 능동모드 초기과정과; 상기 능동모드 초기과정에서 판별된 언밸런스량의 단계에 따라 세탁조의 회전속도를 가변시킴으로써 진동 및 소음 회피를 위한 탈수 동작이 수행되는 설정모드 진행과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모드 절환과정에서는 세탁조의 언밸런스 상태가 감지되지 않는 경우에 시스템에서 이미 정해진 세탁조의 회전속도로 탈수 행정을 진행하는 설정모드 진행과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 능동모드 초기과정에서는 측정된 세탁조의 언밸런스량이 상기 언밸런스량 설정과정의 각 단계별 언밸런스량을 모두 초과하는 경우에 시스템 보호를 위해 탈수를 정지시키는 탈수 정지과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 언밸런스량에 따른 탈수 제어방법.