KR950011607B1

KR950011607B1 - 세탁기의 포질 판단장치와 방법

Info

Publication number: KR950011607B1
Application number: KR1019930011228A
Authority: KR
Inventors: 김정호; 정해융; 김형섭; 이병훈; 노영훈
Original assignee: 엘지전자주식회사; 구자홍
Priority date: 1993-06-19
Filing date: 1993-06-19
Publication date: 1995-10-06
Also published as: KR950000981A; JP2951513B2; JPH078675A; CN1099441A; TW235320B; CN1053239C

Abstract

내용 없음.

Description

세탁기의 포질 판단장치와 방법

제1도는 본 발명을 적용한 세탁기의 구조와 포질 판단장치의 구성도.

제2도는 본 발명의 포감지 수단의 실시예의 단면 구성도.

제 3 도는 본 발명의 포감지 수단에서 감지되는 신호의 파형의 예.

제 4 도는 본 발명에서 연산되는 상관계수와 포질사이의 관계를 나타낸 도면.

제 5 도는 본 발명의 세탁기 포질 판단 방법의 플로우 차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세탁조 2 : 세탁물

3 : A/D변환기 4 : 상관계수 연산수단

5 : 마이컴 6 : 보조 펄세이터

7 : 스프링 바아 8 : 자기 센서

9, 10 : 스프링

본 발명은 세탁기에서 세탁물의 포질(얇고 부드러운 정도)를 판단하는 장치와 포질 판단 방법에 관한 것으로, 특히 세탁물의 포질을 감지한 신호를 디지탈 신호로 변환하고, 이 디지탈 감지 데이타를 케이오스 이론에 근거한 상관계수(상관 차원값) 연산을 통해 포질을 판단할 수 있도록 한 세탁기의 포질 판단장치와 방법에 관한 것이다.

종래의 포질 판단 장치는 세탁기의 포량이나 세탁조내에서 세탁물이 어느 한쪽으로 치우친 정도에 대응하는 신호를 감지하고, 이 감지된 신호의 레벨을 비교기를 이용하여 기준 레벨과 비교하고, 비교된 겹과가 기준값보다 크거나 또는 작은 경우의 여부를 판단하여 이를 근거로 포질을 판단하였으므로, 세탁물이 다양한 종류(재질)의 옷감이 혼재되어 있는 점에 비추어 볼때 정밀한 포질의 판단이 불가능하고, 단순히 부드러운포, 뺏뻣한 포등의 개략적인 정도의 포질 판단만이 가능하여 세탁기의 세척 효율을 높이기 위한 필요 충분한 정보를 제공하지 못하였던 문제점이 있다.

본 발명은 세탁기의 세탁물의 포질에 따른 충격량으로 부터 포를 감지하는 포감지 수단과, 상기 감지된 신호를 디지탈 정보로 입력받아 케이오스 상관계수를 연산하는 상관계수 연산수단과, 상기 연산수단에서 산출된 상관계수로 부터 현재 세탁조내의 포질의 정도를 판정해 내는 마이컴을 구비하여 세탁물의 포질을 정밀하게 판정할 수 있도록 한 세탁기의 포질 판단장치와 방법을 제공함을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 창조하여 본 발명의 구성과 그에 따른 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명을 적용한 세탁기의 개략적인 구조와 포질 판단 장치의 구성을 나타낸 것으로, 이를 참조하면 본 발명의 세탁기의 포질 판단장치는, 세탁조(1)내의 세탁물(2)로 부터 가해지는 물리적인 충격을 전기신호로 변환하는 포감지수단과, 상기 포감지 수단에서 감지한 포감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기(3)와, 상기 A/D변환기(3)에서 출력된 디지탈 포감지 신호를 입력받아, 이를 입력 데이타(X(n))로 하여 분석 대상이 되는 포감지 데이타를 주어진 인베이딩 차원값 및 시간 지연값을 기초로하여 시간에 따라 순차적으로 선택하고, 상기 선택된 각각의 데이타 값들 사이의 거리를 산출하고, 상기 거리 데이타와 주어진 거리 인덱스를 서로 비교하여 주어진 거리 조건에 적합한 거리 인덱스 내에 들어오는 거리 데이타의 갯수를 카운트하고 노말라이즈 하며, 거리 인덱스를 증가시켜 가면서 위의 과정을 일정한 횟수만큼 반복하여 해당하는 정보를 출력하고, 상기 출력된 정보를 기초로 하여 x측으로는 거리 인덱스의 log값을 잡고, y축으로는 카운트된 갯수를 1og값으로 잡아서 그래프를 그리고, 이 그래프의 적당한 변곡점을 판별하고, 상기 판별된 변곡점을 잇는 선분의 기울기를 산출하여 상관 차원값 (상관 계수(C))을 출력(Y(n))하는 상관계수 연산수단(4)과, 상기 A/D변환기(3)에서 입력되는 디지탈포감지 신호와 상기 상관계수 연산수단(4)에서 입력된 상관계수(C)를 비교하여 상관계수(C)의 간에 대응하는 포질을 판정하는 마이컴(5)으로 구성된다.

실시예로서 상기 포감지 수단은 상기 제1도 및 제2a도를 참조하면, 세탁물(2)이 가격되는 보조 펄세이터(6)와, 상기 보조 펄세이터(6)가 세탁물(1)에 의해 받는 충격을 전달하며 충격에 따른 변위가 발생하는 스프링 바아(7)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위에 대응하여 전기신호를 출력하는 자기센서(8)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 탄성력을 부여해 주는 스프링(9)(10)으로 구성된다.

도면에서 부호, 1A는 탈수조, 1B는 외조, 11은 펄세이터, 12는 클러치, 13은 모터이다.

상기 포감지 수단의 다른 실시예로서 제2b도를 참조하면, 상기 포감지 수단은, 세탁물(2)이 가격되는 보조 펄세이터(6)와, 상기 보조 펄세이터(6)가 세탁물(1)에 의해 받는 충격을 전달하며 격에 따른 변위가 발생하는 스프링 바아(7)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위에 대응하여 전기신호를 출력하는 자기 센서(8)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 탄성력을 부여해 주는 스프링(9)과, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 자기센서(8)의 자장을 변화시켜 주는 마그네트(7A)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 세탁기의 포질 판단장치에 의하여 수행되는 세탁기의 포질 판단 방법은, 제5도을 참조하면, 세탁조내의 물투입후에 세탁 모터를 구동시켜 세탁물을 소정시간 동안 구동시키면서 포감지 수단으로 부터 포감지 신호를 입력받는 제1과정과, 상기 제1과정에서 입력된 포감지 신호를 입력으로 하여 케이오스 상관계수의 연산을 수행하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 연산된 상관계수를 이용하여 포질을 판정하는 제3과정으로 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 발명의 포질 판단장치와 방법에 따른 작용 효과를 설명한다.

먼저, 세탁조(1)내에 세탁물(2)을 루입하고 세탁기를 동작시키면 마이컴(5)은 급수밸브를 제어하여 세탁조(1)내에 소량 급수를 수행한후 모터(13)를 구동시키고, 모터(13)의 구동력은 클러치(12)를 통해 펄세이터(11)에 전달되어 펄세이터(11)가 정/역회전 구동된다.

이와 같이 펄세이터(11)가 회전 구동되면 세탁물(2) 또한 함께 회전 구동되는데, 세탁물이 회전됨에 따라 보조 펄세이터(6)에 세탁물(2)이 충돌하여 충격이 발생하게 되며, 이 충격량은 세탁물(2)의 포질에 대응하여 상이한 값이 된다.

보조 펄세이터(6)가 충격을 받게되면 충격량에 비례하는 변위(d)가 발생되고, 이 변위는 스프링(9)(10)의 탄성력을 극복하면서 스프링 바아(7)를 승강 동작 시키게 된다.

스프링 바아(7)가 승강 동작하게 되면, 스프링 바아(7)의 하단부에 구비된 스프링(10)의 변위(또는 마그네트(7A)의 변위)(d)가 발생되고, 이 변위는 자기센서(8)의 자장을 변화시켜 자기센서(8)에서는 충격량에 대응하는 포감지 신호를 출력하게 된다.

예를들면 제3a도, 3b도와같이 두껍고 뺏빳한 포의 경우에는 감지된 포량신호의 진폭이 크고 감지 신호의 주파수(f1) 또한 큰 패턴의 신호가 자기 센서(8)에서 출력될 것이다.

또는 제 3c도, 3d도와 같이 얇고 부드러운 포의 경우에는 감지된 포량 신호의 진폭이 작고 감지신호의 주파수(f2) 또한 작은 패턴의 신호가 자기 센서(8)에서 출력될 것이며, 상기 (a),(b)도와 같은 패턴의 포와 (c),(d)와 같은 패턴의 포가 혼재되어 있는 경우, 즉, 서로 다른 재질의 포가 혼합되어 있는 세탁물(2)의 경우에는 두개의 신호성분이 제 3e도와 같이 혼합되어 나타나게 될 것이 다.

이와 같은 포감지 신호는 다양한 종류(재질)의 포가 혼재되어 있는 세탁물일 수록 그 감지 신호의 패턴이 더욱 복잡해 지게 되고, 이러한 감지신호는 포를 감지한 의미있는 신호, 즉, 정보로서의 가치가 있음에도 불구하고 잡음으로 오판될 우려가 세탁물 재질의 종류에 비례하여 증가될 것이다.

종래에는 이와 같은 감지신호의 평균갈등을 취해서 포질을 판정하기 때문에 비록 의미있는 신호(정보)이더라도 이를 잡음으로 오판정하게 되어 포질 판정에 신뢰를 보장 받지 못하고 있었다.

그러나 본 발명은 상기한 바와 같이 포감지 수단에서 감지된 감지신호를 정보로서 정확하게 판정한다.

즉, 포감지수단(자기센서(8))의 출력신항는 A/D변환기(3)에 입력되고, A/D변환기(3)는 입력된 포감지 신호를 디지탈 신호로 변환하여 상관계수 연산수단(4)과 마이컴(5)에 공급한다.

상관계수 연산수단(4 은 입력된 포감지 데이타를 주어진 인베이딩 차원값 및 시간 지연값을 기초로 하여 시간에 따라 순차적으로 선택한다.

상관 계수 연산수단(4)은 선택된 상기 데이타 사이의 거리를 산출하고, 상기 거리 데이타와 주어진 거리 인덱스를 서로 비교하여 주어진 거리 조건에 적합한 거리 인덱스에 해당하는 정보를 구한다.

상관계수 연산수단(4)은 상기 출력된 정보를 기초로 적당한 변곡점을 판별하고, 상기 판별된 변곡점을 잇는 선분의 기울기를 산출하여 상관 차원값(=상관 계수(C)을 출력(Yn))한다.

이 상관 계수(C)는 상기한 바와 같이 포감지 출력 데이타에 대한 의미있는 정보를 나타내고 이 정보 는 마이컴(5)에 공급된다.

여기서, 상관계수 연산수단은, 상기 A/D변환기(3)의 데이타를 시간에 따라 순차적으로 스위칭하여 출력하는 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단에서 출력된 데이타를 주어진 인베이딩 차원 및 지연시간에 따라 선택하여 출력하는 데이타 선택수단과, 상기 데이타 선택수단에서 출력된 데이타 사이의 거리를 산출하여 출력하는 비교수단과, 상기 비교 수단에서 출력된 거리 데이타와 주어진 거리 인덱스를 서로 비교하여 주어진 거리 조건에 적합한 거리 인덱스에 해당하는 정보를 출력하는 비교 및 연산수단과, 상기 비교 및 연산수단에서 출력된 정보를 기초로 적당한 변곡점을 판별하는 판별수단과, 상기 판별수단에서 판별된 변곡점을 잇는 선분의 기을기를 산출하여 상관 차원값을 출력하는 기을기 계산수단과, 클록(CLK), 인에이블 신호(EM), 인베이딩 차원(EN), 지연시간(DL)을 입력으로 하여 상기 스위칭 수단, 데이타 선택수단, 비교수단, 비교 및 연산수단, 판별수단의 동작 타이밍을 제어하는 제어수단을 포함한다.

따라서, 상관계수 연산수단은 입력단으로부터 공급되는 A/D변환기(3)의 상태를 입력으로 받기 시작하여 입력데이타(X(n))를 스위칭 수단이 제어수단의 타이밍 제어를 받아 데이타 선택수단에 공급한다.

최초에 입력된 값을 x(t0))라고 하면, 이 값은 스위칭 수단에서 스위칭 되어 데이타 선택수단에 입력되고, 이후에는 스위칭수단에서 지연시간(△ t)마다 샘플링하여 입적 데이타를 받아들이게 된다.

따라서, 다음 순간에는 x (t0 +△t)가 입력되고, x (tO), x (t0 + △t)는 제어수단의 타이밍 제어를 받아 적절한 타이밍에서 비교수단에 입력될 것이다.

비교수단은 제어수단의 제어를 받아 상기 입력된 두 값 사이의 거리(rl)를 계산하는데, 예를 들어 ED = 1, r =△ t이라면 Φ₀= x (t0), Φ₁= x (t0 +△ t)이고 거리(rl)는 다음의 연산을 통해 산출되어 진다.

즉, 거리 산출의 예로서 rl =｜Φ₀-Φ₁｜²= ｜x(t0)+x(t0 +△ t)｜²의 연산을 통해 산출되는 것이고, 이 거리(rl)는 최대값(dmax) 또는 최소값(dmin) 또는 임의의 설정된 간으로 NORMALIZE시켜 출력하게 된다.

이와 같이 계산된 거리(rl)는 비교 및 연산수단에 입력되고, 비교 및 연산수단은 제어수단으로 부터 적절한 타이밍에서 인에이블 제어를 받아 상기 입력된 거리(rl)를 이미 저장된 거리 인덱스(index)와 비교하여 주어진 조건에 맞는 정보(갯수)를 추출한 후 거리 인덱스값을 증가시켜 준다.

즉, rl ≥ di의 조건이 만족되면 di=di + △ d(ji ), 여기서 dj는 주어진 거리 인덱스에 해당하는 값 으로 rldi의 조건이 만족되는 경우에 증가되는 값이며, 이와같은 과정을 △t 안에 수행하고, 스위칭 수단은 다음의 2△t 순간에 또다른 입력을 받아서 데이타 선택수단에 공급하고, 데이타 선택수단은 이 2△t순간에 입력된 데이타, 즉, Φi 를 선택하여 비교수단에 공급한다.

비교 수단은 입력된 데이타, 즉, x ( t0 + 2△t)에 대하여 상기한 연산을 수행하여 두번째 데이타에 대한 거리(r2)를 산출하고, 비교 및 연산수단은 이 거리(r2)를 거리 인덱스와 비교하여 dj를 증가시키며, 이러한 과정을 모든 입력데이타에 대하여 반복적으로 수행하여 그 수행 데이타수가 미리 정해놓은 데이타 갯수(dmax)만름 도달하면 입력을 더이상 받아들이지 않도록 한다.

이와 같이 비교 및 연산수단에서 확보한 상기 정보는 판별수단에 입력되는 데, 판별수단은 제어수단의 제어를 받아 상기 정보중에서 적당한 변곡점, 즉, log di와 log dj를 선택한다.

이 변곡점은 판별수단에서 이미 설정된 정보로 갖고 있거나 또는 포질 감지 장치의 특성에 대응하여 사용자가 외부에서 설정수단을 통해 입력시켜 설정해 줄 수 있게 한다.

설정수단을 통해 정해주는 경우는, 분석하고자 하는 포질 감지 시스템에서 실험적으로 미리 구한 최적의 변곡점을 외부에서 값으로 주는 경우이다.

어느 경우나 판별수단은 상기 비교 및 연산수단에석 제공되는 정보에서 di와 dj로 주어지는 한 영역을 판별해내게 된다.

판별된 정보, 즉, 변곡점의 정보는 기울기 재산수단에 공급되고, 기울기 계산수단은 d축과 Nd축을 x-y좌표 평면으로 할때 증가된 데이타에 의한 기출기(slope)를 계산해 낸다.

이와 같이 계산된 기울기가 곧 상관차원값(correlation dimension), 즉, 상관계수(C)가 되어 포질을 감지한 분석 정보로서 최종 출력된다.

제4도는 상기한 바와 같이 상관계수 연산수단(4)에서 출력되는 상관계수(C)의 한 예를 나타내고 있다.

이 상관계수(C)를 마이컴(5)에서 입력받고, 마이컴(5)은 제4도의 그래프에서 보는 바와 같이 상관 계수(C)로부터 포질을 정확히 판정해 낼 수 있게 되는 것이다.

포질의 판정 정보는 차후에 수행되는 세탁, 탈수, 헹굼 등의 제반 행정 수행에 기초 정보로 활용되며 이는 주지된 전자동 세탁기에서와 같다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다양한 재질의 세탁물이 혼재되어 있는 경우에도 포질을 정확하게 감지하여 판정할 수 있고, 정확히 판정된 포질을 갖고 세탁 행정의 제어를 수행하므로 포손상의 방지와 높은 세정력의 확보가 가능하며, 이에 따른 기기 동작의 신뢰성 향상을 기할 수 있는 효과가 있다.

Claims

세탁조(1)내의 세탁물(2)로 부터 가해지는 물리적인 충격을 전기신호로 변환하는 포감지수단과, 상기 포감지 수단에서 감지한 포감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기(3)와, 상기 A/D변환기(3)에서 출력된 디지탈 포감지 신호를 입력받아, 이를 입력 데이타(X(n))로 하여 분석 대상이 되는 포감지 데이타를 주어진 인베이딩 차원값 및 시간 지연값을 기초로하여 시간에 따라 순차적으로 선택하고, 상기 선택된 데이타 사이의 거리를 산출하고, 상기 거리 데이타와 주어진 거리 인덱스를 서로 비교하여 주어진 거리 조건에 적합한 거리 인덱스에 해당하는 정보를 출력하고, 상기 출력된 정보를 기초로 적당한 변곡점을 판별하고, 상기 판별된 변곡점을 잇는 선분의 기울기를 산출하여 상관 차원값(상관 계수(C))을 출력(Y(n))하는 상관 계수 연산수단(4)과, 상기 A/D변환기(3)에서 입력되는 디지탈 포감지 신호와 상기 상관계수 연산수단(4)에서 입력된 상관계수(C)를 비교하여 상관계수(C)의 값에 대응하는 포질을 판정하는 마이컴(5)으로 구성된 세탁기의 포질 판단장치.
제1항에 있어서, 상기 포감지 수단은, 세탁물(2)이 가격되는 보조 펄세이터(6)와, 상기 보조 펄세이터(6)가 세탁물(1)에 의해 받는 충격을 전달하며 충격에 따른 변위가 발생하는 스프링 바아(7)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위에 대응하여 전기신호를 출력하는 자기 센서(8)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 탄성력을 부여해 주는 스프링(9)(10)으로 구성된 세탁기의 포질 판단 장치.
제1항에 있어서, 상기 포감지 수단은, 세탁물(2)이 가격되는 보조 펄세이터(6)와, 상기 보조 펄세이터(6)가 세탁물(1)에 의해 받는 충격을 전달하며 충격에 따른 변위가 발생하는 스프링 바아(7)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위에 대응하여 전기신호를 출력하는 자기 센서(8)와, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 탄성력을 부여해 주는 스프링(9)과, 상기 스프링 바아(7)의 변위 발생시에 자기센서(8)의 자장을 변화시켜 주는 마그네트(7A)로 구성된 세탁기의 포질 판단 장치.
세탁조내의 물루입후에 세탁 모터를 구동시켜 세탁물을 소정시간 동안 구동시키면서 포감지 수단으로 부터 포감지 신호를 입력받는 제1과정과, 상기 제1과정에서 입력된 포감지 신호를 입력으로 하여 케이오스 상관계수의 연산을 수행하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 연산된 상관계수를 이용하여 포질을 판정하는 제3과정으로 이루어진 세탁기의 포질 판단 방법.