KR950011610B1 - 세탁기의 케이오스 제어장치와 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

세탁기의 케이오스 제어장치와 방법

제1a도는 본 발명이 세탁기의 케이오스 제어장치의 블록 구성도, 1b도는 본 발명 장치에서 감지되는 광신호 패턴의 예를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 케이오스 제어방법의 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 감지수단 2 : 마이컴

3 : 조작 표시부 4 : 구동부

본 발명은 세탁기의 제어장치와 제어방법에 관한 것으로, 특히, 각종 센서로 부터 감지한 정보를 케이오스(CHAOS) 해석을 통해 분석하고, 이 분석된 정보를 이용하여 세탁기를 최적의 제어과정으로 제어 할 수 있도록한 세탁기의 케이오스 제어장치와 그 방법에 관한 것이다.

종래의 세탁기에서는 오염도센서, 수위센서, 포량센서, 포질센서, 세제센서 등의 각종 센서물 구비하고, 이 센서로 감지된 신호를 마이컴에 인가하면, 마이컴에서는 입력된 감지정보와 미리 설정된 기준정보를 서로 비교하여 판단하고, 판단한 결과에 따라서 제어정보를 결정하거나 또는 보정하는 일련의 과정을 수행하여 전자동 세탁기를 제어하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전자동 세탁기에서는 센서로 부터 감지된 정보를 평균하거나 또는 퍼지를이나 뉴로퍼지를을 이용하여 해석하는바, 이와 같은 데이타 해석방법은 단순한 연산 결과를 갖고 마이컴에 저장되어 있는 값과의 비교를 통해 오염도, 수위, 포량, 표질, 세제의 종류등을 판정하기 때문에 정확한 판정이 어렵고, 상기 감지신호에 잡음이 혼재되어 있는 경우는 이를 효과적으로 배척하지 못하여 감지 결과에 신뢰성을 보장 받지 못하였으며, 세탁기의 동작 형태(수류 패턴, 포량, 포질 등)은 그 경우의 수가 정량화하기 어려을 만큼 다양한데 비하여 감지및 판별이 단순 연산에 그치고 있기 때문에 정확한 정보를 얻기 어렵고, 감지 결과에 오차가 크게 포함되어 정밀 제어가 블가능하였던 문제점이 있다.

본 발명은 세탁기의 각종 센서로 부터 정보를 감지하는 감지 수단과, 상기 감지된 신호를 디지탈 정보로 입력받아 케이오스 상관계수를 연산하여 산출된 상관계수로 부터 현재 감지된 정보를 비교,판정하여 제어 판단 정보를 출력하는 마이컴을 구비하여 세탁기의 제어에 관련된 각종 정보를 정밀하게 판정 할 수 있도록 한 세탁기의 케이오스 제어장치와 방법을 제공함을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 그에 따른 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

제1a도는 본 발명의 세탁기의 케이오스 제어 장치의 구성을 나타낸 것으로, 이를 참조하면 본 발명은, 세탁기 제어에 필요한 각종 정보를 감지하고 감지된 신호를 전기신호로 변환하여 마이컴(2)에 공급하는 감지수단(1)과, 상기 감지 수단(1)에서 감지한 감지 신호를 입력받아, 이를 입력 데이타(X(n))로 하여 분석 대상이 되는 감지 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 차원간(상관 계수(C))(Y(N))을 구하고, 상기 구해진 상관계수(C)를 설정된 기준값과 비교하여 상관계수(C)의 값에 대응하는 제어 판단 정보를 출력하는 마이컴(2)과, 상기 마이컴(2)에 세탁기 제어에 관련된 사용자의 명령을 입력시켜 주고, 세탁기 동작에 관련된 제반 정보들이 표시되는 조작 표시부(3)와, 상기 마이컴(2)의 제어를 받아 급수밸브, 배수 밸브, 세탁모터, 세제 투입장치등의 부하를 구동시키는 구동부(4)로 구성된다.

본 발명의 실시예로서 상기 감지수단(1)은 광센서를 이용하여 세탁수의 오염정도를 감지하는 오염도 센서로 구성한다.

제1b도는 감지수단(1)을 광센서로 구성한 오염도 센서로 적용한 경우에 감지되는 신호 패턴의 한 예를 나타낸 것으로, 오염 정도에 따라 신호 패턴이 다르게 나타나고, 이 신호 괘턴의 포화영역과 비 포화영역을 마이컴(2)에서 판단하는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 세탁기의 케이오스 제어 장치에 의하여 수행되는 세탁기의 케이오스 제어 방법은, 제2도를 참조하면, 감지수단(1)으로 부터 입력된 감지 데이타의 시계열 데이타를 구하고 이 시계열 데이타로 부터 소정 갯수의 벡터를 구하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 구한 벡터중에서 하나의 벡터를 기준으로 각 벡터와의 거리를 구하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 구한 벡터중에서 서로 상관관계에 있는 벡터의 쌍을 카운트하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 카운트된 값을 임의의 간으로 노말라이즈(NORMALIZE)하여 상관계수를 산출하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 산출된 상관 계수를 설정된 기준값과 비교하여 그 대소 관계에 따라 감지수단(1)으로 감지된 정보를 분석하고, 분석 결과에 대응하여 구동부(4)를 통해 해당 제어판단 정보를 출력하는 제5단계로 이루어진 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기한 본 발명의 세탁기의 케이오스 제어장치와 방법에 따른 작용 효과를 설명한다.

먼저, 세탁조내에 세탁물을 투입하고 조작 표시부(3)를 조작하여 세탁 명령을 입력하면 이 명령을 마이컴(2)이 해독하여 전자동 세탁제어를 수행한다.

즉, 마이컴(2)은 구동부(4)를 통해 급수뱉브를 제어하여 세탁조내에 급수를 수행한후 세탁모터를 구동시키고, 모터의 구동력은 클러치를 통해 펄세이터에 전달되어 펄세이터가 정/역회전 구동되므로서 세탁이 진행되며, 이와 동일한 제어를 통해 급수, 배수, 헹굼, 탈수 등의 일반적인 전자동 세탁 제어과정을 수행하게 된다.

이와 같은 제어과정의 시작 또는 중간단계, 또는 최종 단계에서 감지수단(1)은 수위, 포량, 포질, 세제의 종류, 혼탁도(오염도)등을 감지하여 마이컴(2)에 공급한다.

이와 같은 감지 신호는 다양한 종류(재질)의 포가 혼재되어 있는 세탁물일 수록 그 감지 신호의 패턴이 더욱 복잡해 지게 되고, 이러한 감지신호는 포을 감지한 의미있는 신호, 즉, 정보로서의 가치가 있음에도 불구하고 잡음으로 오판될 우려가 세탁물 재질의 종류나, 세탁 진행시간, 센서의 감지정도, 외부에서 혼입되는 잡음(특히, 모터의 잡음)등에 비례하여 증가될 것이다.

종래에는 이와 같은 감지신호의 평균값등을 취해서 제어 판단 정보를 판정하기 때문에 비록 의미있는 신호(정보)이더라도 이를 잡음으로 오판정하게 되어 정보 해석에 신뢰를 보장받지 못하고 있었다.

그러나 본 발명은 상기한 바와 같이 감지 수단(1)에서 감지된 감지신호를 정보로서 정확하게 판정한다.

즉, 감지수단(1)의 출력신호는 아날로그 신호로 마이컴(2)에 입력되어 디지탈 신호로 변환되거나 또는 감지수단(1)에서 디지탈 신호로 변환하여 마이컴(2)에 입력되고, 마이컴(2)은 입력된 신호를 케이오스 분석하여 상관계수를 구하고, 구해진 상관계수를 기준값과 비교하여 최종적인 제어 판단 정보를 출력하게 된다.

즉, 마이컴(2)은 입력된 데이타를 시계열 데이타(xl, x2, x3‥‥‥ En)(X(n))로 입력 받이 이 데이타 (X(n))를 주어진 인베이딩 차원값 및 시간 지연값을 기초로하여 시간에 따라 순차적으로 선택하여 소정 갯수(M)의 벡터를 구한다.

즉, X₁= (X₁, X_{1 - P}, X_{1 - 2P},....,X_{1 - (m-1)P})

X₂= (X₂, X_{2 - P}, X_{2 - 2P},....,X_{2 - (m-1)P})

X₃= (X₃, X_{3 - P}, X_{3 - 2P},....,X_{3 - (m-1)P})

X_i= (X_i, X_{i - P}, X_{i - 2P},....,X_{i - (m-1)P})

이 벡터를 표현한 식에서 p는 시간 지연값(t-delay)의 정수배의 값이고, i=M 이다.

마이컴(2)은 상기 벡터중에서 하나의 벡터(X(a)를 선택하고, 이 벡터(Xa)와 선택된 상기 벡터(Xi) 데이타 사이의 거리(ri)를 산출한다.

거리(ri)의 산출은 두 벡터사이의 절대차값으로 대체할 수 있다.

마이컴(2)은 상기 거리 데이타와 주어진 거리 인덱스를 서로 비교하여 주어진 거리 조건에 적합한 거리 인덱스에 해당하는 정보(서로 상관된 쌍을 구하여 그 갯수를 카운트)를 구한다.

여기서 상관성은 두 벡터 사이의 거리가 미리 정의된 상수(e)보다 작은 값인 경우에 이 두 벡터들이 상관관계에 있는 것으로 결정하고, 이 정의된 상수(e)값 이내에 들어오는 벡터들의 쌍의 갯수를 해당되는 거리의 비교 결과마다 누산하여 카운트하고 임의의 값으로 노말라이즈(NORMALIZE)하게 된다.

마이컴(2)은 상기 출력된 정보(카운트 결과)를 기초로 하여 이 정보가 그리게 되는 그래프(차원축 (X)과 카운트값 축(y))의 적당한 변곡점을 판별하고, 상기 판별된 변곡점을 잇는 선분의 기울기를 산출하여 상관 차원값(=상환 계수(C))을 출력(Y(n))한다.

이 상관 계수(C)는 상기한 바와 같이 감지 출력 데이타에 대한 의미있는 정보를 나타내고 이 정보는 마이컴(2)에서 미리 실험적으로 구한 기준값과 비교하여 그 비교 결과를 최종적인 제어 판단 정보로 사용한다.

이 제어 판단 정보에 근거하여 마이컴(2)은 구동부(4)를 통해 해당 부하(급수 밸브, 배수밸브, 세탁모터)를 구동시키거나 또는 오염도와, 세계 종류, 포질 및 포량에 대응하는 세탁, 탈수, 헹굼 패턴을 수행한다.

여기서, 마이컴(2)에는, 데이타를 시간에 따라 순차적으로 스위칭하여 출력하는 스위칭수단과, 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 기울기를 산출하여 상관 차원값을 출력하는 기울기 계산수단과, 클록(CLK), 인에이블 신호(EN), 인베이딩 차원(ED), 지연시간(DL)을 입력으로 하여 상기 스위칭 수단, 데이타 선택수단, 비교수단, 비교 및 연산수단, 판별수단의 동작 타이밍을 제어하는 제어수단을 포함한다.

따라서, 마이컴(2)은 입력단으로부터 공급되는 감지수단(1)의 데이타를 입력으로 받기 시작하여 입력 데이타(X(n))를 스위칭 수단이 제어수단의 타이밍 제어를 받아 데이타 선택수단에 공급한다.

최초에 입력된 값을 X(tO)라고 하면, 이 값은 스위칭 수단에서 스위칭 되어 데이타 선택수단에 입력 되고, 이후에는 스위칭수단에서 지연시간(△t)마다 샘플링하여 입력 데이타를 받아들이게 된다.

따라서, 다음 순간에는 x (t0 +△t)가 입력되고, x (t0), 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, 이때 이므로이고, 거리(r1)는 다음의 연산을 통해 산출되어진다.

즉,의 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 인에이불 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 dj=dj +1(ji ), 여기서 dj는 주어진 거리 인덱스에 해당하는 값 으로 rldi의 조건이 만족되는 경우에 증가되는 값이며, 이와 같은 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 입력되는데, 판별수단은 제어수단의 제어를 받아 상기 정보중에서 적당한 변곡점, 즉, di와 dj를 선택한다.

이 변곡점은 판별수단에석 이미 설정된 정보로 갖고 있거나 또는 제어 대상이 되는 부부하의 특성에 대응하여 사용자가 외부에서 설정수단을 통해 입력시켜 설정해 줄 수 있게 한다.

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

어느 경우나 판별수단은 상기 비교 및 연산수단에서 제공되는 정보에서 di와 dj로 주어지는 한 영역을 판별해 내게 된다.

판별된 정보, 즉, 변곡점의 정보는 기울기 계산수단에 공급되고, 기울기 계산수단으 d축(차원축)과 Nd(카운트값)축을 x-y 좌표 평면으로 할때 증가된 데이타에 의한 기울기(slope)를 계산해 낸다.

이와 같이 계산된 기울기가 곧 상관차원값(correlation dimension), 즉, 상관계수(C)가 되어 감지수단(1)에서 해당센서로 감지한 분석 정보로서 최종적으로 구해진다.

이 상관계수(C)를 마이컴(2)에서 기준값과 비교하고, 마이컴(2)은 상관계수(C)로부터 해당 센서로 감지된 결과를 정확히 판정해 낼 수 있게 되는 것이다.

이 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, 케이오스 해석 방법에 의하여 상관 계수를 구하고, 이상관계수를 적용하여 감지 데이타를 해석하므로써 구해진 정보의 신빙성을 높일수 있고, 제어 판단의 정밀도 향상과, 오차 감소를 통한 기기의 동작 신뢰성 향상을 기할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁기 제어에 필요한 각종 정보를 감지하고 감지된 신호를 전기신호로 변환하여 마이컴(2)에 공급하는 감지수단(1)과, 상기 감지 수단(1)에서 감지한 감지 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))(Y(N))을 구하고, 상기 구해진 상관계수(C)를 설정된 기준값과 비교하여 상관계수(C)의 값에 대응하는 제어 판단 정보를 출력하는 마이컴(2)과, 상기 마이컴(2)에 세탁기 제어에 관련된 사용자의 명령을 입력시켜 주고, 세탁기 동작에 관련된 제반 정보들이 표시되는 조작 표시부(3)와, 상기 마이컴(2)의 제어를 받아 급수밸브, 배수 밸브, 세탁모터, 세제 투입장치등의 부하를 구동시키는 구동부(4)로 구성된 세탁기의 케이오스 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 감지수단(1)은 광센서를 이용하여 세탁수의 오염정도를 감지하는 오염도 센서로 구성한 세탁기의 케이오스 제어 장치.
3. 감지수단(1)으로 부터 입력된 감지 데이타의 시계열 데이타를 구하고 이 시계열 데이타로 부터 소정 갯수의 벡터를 구하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 구한 벡터중에서 하나의 벡터를 기준으로 각 벡터와의 거리를 구하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 구한 벡터중에서 서로 상관관계에 있는 벡터의 쌍을 카운트하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 카운트된 값을 임의의 값으로 노말라이즈 (N0RMALIZE)하여 상관계수를 산출하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 산출된 상관 계수를 설정된 기준값과 비교하여 그 대소 관계에 따라 감지수단(1)으로 감지된 정보를 분석하고, 분석 결과에 대응하여 구동부(4)를 통해 해당 제어판단 정보를 출력하는 제5단계로 이루어진 세탁기의 케이오스 제어 방법.