KR950011611B1 - 세탁기의 수류 제어장치와 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

세탁기의 수류 제어장치와 방법

제1a도는 케이오스 분지 다이어그램, 1b도는 상기 1a도를 세탁기에 적용시킨 분지 다이어그램.

제2도는 븐 발명의 세탁기 수류 제어장치의 블록 구성도.

제3도의 3a도 내지 3d도는 본 발명에 의한 펄세이터의 수류 제어 작용을 나타낸 도면.

제4도의 4a도는 케이오스 분지 다이어그램, 4b도는 상기 4a도를 본 발명에 적용한 분지 다이어그램.

제5도는 본 발명의 세탁기 수류 제어를 위한 케이오스 생성 알고리즘 제1실시예의 플로우차트.

제6도는 본 발명의 세탁기 수류 제어를 위한 케이오스 생성 알고리즘 제2실시예의 플로우차트.

제7도는 본 발명의 세탁기 수류 제어과정의 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세탁조 2 : 펄세터

3 : 세탁모터 4 : 클러치

5 : 케이오스 생성수단

본 발명은 세탁기의 펄세이터에 의한 세탁조내의 수류를 제어하는 장치와 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 케이오스(CHAOS)에 의한 수류를 발생시켜 주므로서 세척력을 높이고 포의 꼬임 현상을 감소시킬 수 있도록 한 세탁기의 수류 제어장치와 수류 제어방법에 관한 것이다.

종래의 세탁기에서는 펄세이터에서 세탁 수류를 형성할 때 일정한 패턴(주기적으로 펄세이터를 정/역회전 구동시키는 패턴)으로 형성 시키므로 세척력이 저하되고, 또한 포의 꼬임 현상을 근본적으로 감소시키지 못하였으며, 또한 세탁물의 양이 많은 경우에는 세탁조 상부의 세탁물과 하부의 세탁물이 서로 잘 섞이지 않기때문에 상측의 세탁물의 세척력이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 케이오스 이론중에서 분지(bifurcation) 현상을 이용하여 세탁기의 펄세이터 속도와 정역 회전 구동 패턴와 제어하므로서 손빨래에 근접한 정도의 세척력을 확보하고, 포 꼬임 현상의 발생을 현저하게 감소시켜 줄 수 있도록 한 세탁기의 수류 제어장치와 제어 방법을 제공함을 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

제2도는 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수류 제어장치의 구성을 나타낸 것으로, 이를 참조하면 본 발명 장치는, 세탁물이 담겨지는 세탁조(1)와, 상기 세탁조(1)내에서 설정된 구동 패턴에 맞게 정/역 회전 구동되어 세탁물을 급수된 세탁수와 함께 회전시켜 주는 펄세이터(2)와, 상기 펄세이터(2)를 구동시키는 세탁모터(3)와, 상기 세탁모터(3)의 구동력을 단속적으로 상기 펄세이터(2)에 공급하는 클러치(4)와, 세탁기 제어 시스템으로부터 입력된 명령에 대응하는 패턴으로 상기 펄세이터(2)가 구동되도록 케이오스 현상을 갖는 구동 제어 정보를 발생시켜 상기 세탁모터(3)를 구동 제어하는 케이오스 생성수단(5)으로 구성 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 세탁기 수류 제어장치의 작용을 도면 제1도 내지 제7도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2도에서 사용자가 조작부를 통해 세탁기 제어 시스템에 세탁 명령을 입력하면 이 명령은 세탁기 제어 시스템으로 부터 케이오스 생성수단(5)에 입력된다.

케이오스 생성수단(5)은 입력된 명령에 대응하는 케이오스 정보를 발생시켜 출력하는데, 이 케이오스 정보는 펄세이터(2)를 손빨래에 준하는 정도로 다양하게 정회전 및 역회전 구동 시키는 제어 정보이고, 여기서 출력된 케이오스 정보는 세탁모터(3)에 입력되어 세탁모터(3)가 입력된 상기 케이오스 제어 정보에 대응하는 패턴으로 구동되고, 이 세탁모터(3)의 구동력은 클러치(4)를 통해 펄세이터(2)에 전달되어 펄세이터(2)를 제3도의 (a) 내지 (d)에 나타낸 바와 같은 다양한 패턴으로 구동시켜 케이오스 수류를 발생시킨다.

이와같은 본 발명의 세탁기의 펄세이터 구동 제어패턴을 수행하는 구동 제어방법은, 케이오스 분지 현상의 반복 횟수(N) 및 실행 함수f(X) = xμ(1-x)의 초기값, 파라미터 μ 값의 최대값 μ max과 최소값 μ min을 설정하는 제1과정과, 상기 초기값 설정에 이어서 파라미터 μ 값을 최소값 μ min으로 결정하는 제2과정과, 상기 제1과정 및 제2과정에서 설정된 값으로 부터 함수값을 점차 증가시키면서 상기 반복 회수(N)만큼 함수f(x)=x μ (1-x)를 n회 반복 수행하는 제3과정과, 상기 제3과정의 완료 결과로 나타난 반복 횟수(n)가 원하는 주기적인 해의 최대갯수(M)에 도달하였는가의 여부를 판단하는 제4과정과, 상기 제4과정의 판단결과 최대갯수(M)에 도달한 경우는 반복횟수(n)가 기수이면 펄세이터(2)를 정회전, 우수이면 좌회전 시키는 제5과정과, 상기 제4과정의 판단 결과 반복됐수(n)가 최대갯수(M) 미만이면 파라미터가 최대값에 도달할 때까지 일정한 증분 Δμ만큼 파라미터값을 증가시키고 상기 제3과정부터 반복하는 제6과정과, 상기 제6과정의 수행 결과 전체 과정의 반복횟수가 설정된 횟수에 도달하였는가의 여부를 판단하여 도달 할때 까지 상기 제2과정부터 반복하는 제7과정으로 이루어진 것이다.

제5도는 상기 케이오스 생성수단(5)에서 케이오스 제어정보를 생성하는 일련의 수순을 나타낸 본 발명 제어방법의 제1실시예로서, 이를 참조하여 케이오스 제어정보의 생성 과정을 설명하면 다음과 같다.

케이오스 생성 알고리즘의 동작 원리는 케이오스 이론중에서 분지현상을 이용하는 것으로, 분지 현상이란 제1도의 (a)에 나타낸 바와같이 어떤 1-파리미터(parameter) 함수에 초기값을 준 후 일정한 횟수만큼 반복시킨 후 부터는 계속하여 동일한 값으로 수렴되며,파라미터 값이 어떤 임계값 μ에 도달하면 이 값이 서로 다른 2개의 값(xO 이후)으로 나뉘어져서 주기적으로 나타나는 현상이다.

또한 다른 임계값으로 파라미터를 증가시키면 이때 부터는 어떤 경계값을 넘지않는 램덤한 값이 계속적으로 나타나며 이 영역에서의 현상을 케이오스(CHAOS)현상 이라고 한다.

이때, 나누어지는 갯수(분지 현상에 의해 해(solution)가 분지되는 형태, 갯수)는 어떤 함수, 어떤 초기값을 사용하는가의 여부에 따라 달라지는데, 1-파라미터 함수 중에서 f(x)=xμ (1-x)를 이용하여 케이오스 생성 분지 다이오그램을 나타낸 경우가 상기 제1도의 (a)에 나타낸 경우이다.

이와 같은 분지도는 세탁기의 필세이터(2)에 적용하기 위하여 제1도의 (b)에 도시된 바와 같이 변형(shift)시킨다.

즉, 세탁기의 펄세이터(2)는 정회전(+)과 역회전(-)을 반복하므로 정회전(시계방향=우회전)시키는 경우는(+)전압을 입력으로 주고, 역회전(반시계방향=좌회전)시키는 경우에는 (-)전압을 입력으로 준다.

따라서, 이와 같은 펄세이터(2)의 동작에 알맞게 상기 (a)도의 함수를 변형시키면, g(x)=(μ-μa)x(1-x)+K가 되고, μa<μ<μe, K는 상수이다. 이를 분지도로 나타내면 도면 제1도의 (b)에 도시된 바와같다. 이와 같은 분지 패턴을 발생시키는 케이오스 생성수단(5)의 동작 과정의 한 예로서 제5도를 나타내었다.

즉, 함수 X=f(x) = xμ(1-x)가 몇회에 걸쳐 반복할 경우에 일정한 값으로 수렴하는가를 판단하고, 이때의 반복횟수(N)를 설정하며, 파라미터 μ값의 최대값 μ max과 최소값 μmin, 초기값(X0)을 결정한다.

반복 횟수(N)와 초기값(X0)이 결정되었으면, 세탁 수류 제어 패턴(A모드, B모드, C모드, D모드 등)을 결정하고, 이 결정된 패턴에 대응하는 파라미터 μ을 결정하여 위 함수 (f(x))의 해(solution)가 분지되는 갯수가 결정되도록 한다.

이와 같이 결정된 값으로 상기 함수(f(x))를 반복횟수 N 만큼 수행한다.

즉, 함수 f(x)=x μ(1-x)값을 계산하고 (x=x0 대입), 반복 횟수를 판단하기 위한 변수(n를 +1씩 증가시키면서 이 변수(n)값이 반복횟수(N)에 도달하였는가의 여부를 판단하여 도달하지 않은 경우는 상기 함수값 계산 단계부터 반복하고, 도달하였으면(N≤n) 계산된 함수값 f(x)=x μ(1-x)을 제어 대상인 세탁모터(3)의 구동 패턴 제어정보로 출력한다.

이와 같이 반복 횟수 N만큼 수행한후 부터 반복 시킬때마다 분지되는 갯수만큼 계산된 값이 반복적으로 나타나게 되므로 이 값을 세탁모터(3)에 인가하여 반복적으로 모터를 구동시키게 된다.

제4도의 (a)는 상기 제1도의 (a)에 대응하는 분지 현상의 분지도를 보인 것이고, 제4도의 (b)는 상기 제4도의 (a)를 세탁기에 적용하기 위해 상기한 바와 같이 변형시킨 분지도의 예를 나타낸 것이며 (상기 제1도의 (b)에 대응한다) 이는 초기값(x0)를 갖는 상기 함수 f(x)=x μ(1-x)를 N번 반복시킨 후 부터 여러가지 다른 μ값에 따라 반복시켰을 경우에 나타나는 분지도를 표현한 것이다.

제4도의 (b)에서 보는 바와같이 처음에는 하나의 값으로 진행되다가 어떤 임계값 μb에 이르면 이 값이 2개의 값으로 분지되며(+,-를 고려할때 2*2=4개), 또다른 임계값 μc에 이르면 2개의 값이 각각 2개로 분지되어 4개의 분지값을 갖게 되고(4*2=8), 이 값이 또다른 임계값 μd에 이르게 되면 4개의 값이 각각 2개로 분지되어 8개의 분지값(8*2=16개)을 갑게 됨을 알 수 있다.

따라서, 이와같이 분지되는 갑스이 갯수만큼 펄세이터(2)의 형태(구동 패턴)를 변경시킬 수 있게 되는 것이다.

즉 제1도의 (a)와 같은 케이오스 분지도의 패턴으로 수류 제어를 수행한다면, 시스템 제어부가 A도드를 선택한 경우에는 파라미터값이 μa로 결정되므로 상ㅇ기한 바와같이 케이오스 생성수단(5)에서 생성되어 출력되는 케이오스 제어 정보의 형태는 제1도의 (a)에서 A영역에 해당되는 패턴으로 팬 모터를 구동시키는 정보로 출력되고, B모드를 선택한 경우에는 파라미터값이 μb로 결정되므로 상기한 바와같이 케이오스 생성수단(5)에서 생성되어 출력되는 케이오스 제어 정보의 형태는 제1도에서 B영역에 해당되는 패턴으로 팬 모터를 구동시키는 정보로 출력되고, C모드를 선택한 경우에는 파라미터값이 μd로 결정되므로 상기한 바와같이 케이오스 생성수단(5)에서 생성되어 출력되는 케이오스 제어 정보의 형태는 제1도에서 C영역에 해당되는 패턴으로 팬 모터를 구동시키는 정보로 출력되고, D모드를 선택한 경우에는 파라미터값이 μ 결정되므로 상기한 바와같이 케이오스 생성 수단(5)에서 생성되어 출력되는 케이오스 제어 정보의 형태는 제3도에서 영역에 해당되는 패턴으로 세탁 모터를 구동시키는 정보로 출력되어 펄세이터(3)의 수류 패턴이 제어된다.

여기서, 파라미너틔 증분에 따라 케이오스 분지도의 패턴은 다양하게 변화되고, 이 다양하게 변화되는 수류패턴을 만족하는 케이오스 제어정보가 생성된다.

제6도는 본 발명의 케이오스 생성수단(5)의 제2실시예를 나타낸다.

이 실시예에서는 증분 Δμ의 증가 처리단계가 배제된 것을 제외하면 상기 제5도의 실시예서와 동일한 패턴의 케이오스 수류 제어정보를 발생시킨다.

따라서, 이 실시예에서는 파라미터의 증분이 배제되므로 분지도의 패턴이 하나의 패턴을 따르게 된다.

다양성은 상기 제5도의 경우보다 감소되지만 케이오스 제어정보를 생성하는 작용은 동일하므로 세탁수류의 생성 효과는 동일하다.

제7도는 상기한 케이오스 생성수단(9)에서 생성된 케이오스 수류 제어정보물 세탁모터 플로우 챠트이다.

제7도에서 상기 제5도 또는 제6도에 나타낸 일련의 케이오스 생성수순은 상기한 바와 같고, 이 케이오스 수류 제어정보를 이용하여 다음과 같은 일 예로 팔세이터(2)를 제어한다.

케이오스 분지도에서 원하는 값으로 수렴되기 위해 반복되는 횟수(n)를 카운트하는데 이 값(n)이 원하는 주기적인 해의 최대갯수(M)에 도달하면 상기 값(n)이 기수인가 또는 우수인가를 판단한다.

판단 결과 기수이면 펄세이터(2)를 우회전시킨다.

즉, 제1도의 (b)에서 나타낸 분지도를 참조하면, (+)전압을 세탁모터(3)에 인가하여 펄세이터(2)를 정회전 구동시키는 경우가 된다.

상기 판단 결과 우수이면 펄세이터(2)를 좌회전 시킨다.

즉, 제1도의 (b)에서 나타낸 분지도를 참조하면, (-) 전압을 세탁모터(3)에 인가하여 펄세이터(2)를 역회전 구동 시키는 경우이다.

그리고, 케이오스 생성 알고리즘을 수행하면서 그 파라미터 μ가 최대값 μ max 이하이면 파라미터 μ값을 증분 만큼 증가시키고 증가된 파라미터를 근거로하여 케이오스 수류 제어 정보를 생성시키는 동작을 반복하고, 파라미터 μ값이 최대값 μmax을 초과하면 이 초과된 경우의 횟수(전체 과정의 반복 횟수)를 나타내는 변수(i) 값을 증가시키고 증가된 값(i)을 전체 과정의 세정된 반복 횟수(I)와 비교한다.

비교 결과 반복횟수(i)가 설정된 값(I)을 초과하면 세탁을 종료한다.

이와같은 제어 결과를 상기 제1도의 (b) 및 제3도의 (a)내지 (d)를 대응시켜 일 예로 설명하면 다음과 같다.

파라미터 값이 μa < μ < μb의 범위 내에 있는 경우 펄세이터(2)는 제3도의 (a)와 같이 좌/우 회전의 반복 패턴으로 구동되고, μb < μ < μc의 범위에 있는 경우 펄세이터(2)는 제3도의 (b)와 같이 앞 구간에서의 좌회전 보다는 더 빠른 속도로 구동하고, 일정한 시간이 경과되면 일정 단계 감소된 속도로 좌회전 구동하다가 다시 직전에 구동되던 속도로 우회전을 하고, 우회전을 일정한 속도로 한후에는 일정 단계 증가된 속도로 우회전을 계속하는 수류패턴을 형성해 준다.

그리고, 파라미터값이 C영역에 있는 경우는 제3도의 (c)와 같은 수류 패턴을 이루고, 이와같이 파라미터가 μa < μ < μd 구간에 있는 영역에서 펄세이터(2)의 좌/우 회전속도를 다르게 구동시키는 것은 세탁 능력을 향상시키기 위하여 리드미컬하게, 마치 손빨래를 하는 것처럼 세탁패턴을 구성해 주기 위한 것이다.

이와같은 일련의 과정이 완료되면 세탁능력은 향상되지만 포꼬임은 생길 우려가 있다 따라서, 파라미터값이 증가하여 μd < μ < μe의 구간에 놓이게 되면 이 구간은 케이오스 영역이므로 케이오스 현상이 나타나게 되어 어떤 경계값을 벗어나지 않고 계속하여 예측할 수 없는 랜덤한 값이 계산될 것이고, 이와같이 랜덤한 (+), (-)값으로 짧은 시간 간격으로 펄세이터(2)를 구동시키게 되어 손으로 빨래감을 풀어내는 것과 같이 포꼬임을 감소시켜 준다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 세탁 패턴을 단순한 정/역회전 패턴에서 케이오스 수류패턴에 의한 다양한 패턴으로 변화시켜 주므로서 세척력이 향상되고, 짧은 시간에 높은 세정 효과를 확보할 수 있으며, 포꼬임 현상도 감소시켜 포꼬임에 의한 빨래감의 손상이나 세탁력의 저하, 소음발생, 차후에 이를 풀어주는 수작업의 불편함등 기존의 세탁기가 갖는 제반 문제점을 해소 할 수 있게 된 것이다.

Claims (3)

1. 세탁물이 담겨지는 세탁조(1)와, 상기 세탁조(1)내에서 설정된 구동 패턴에 맞게 정/역회전 구동되어 세탁물을 급수된 세탁수와 함께 회전시켜 주는 펄세이터(2)와, 상기 펄세이터(2)를 구동시키는 세탁모터(3)와, 상기 세탁모터(3)의 구동력을 단속적으로상기 펄세이터(2)에 공급하는 클러치(4)와 , 사용자의 명령을 입력받아 상기 세탁 모터(3)를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 세탁 모터(3)를 통해 펄세이터(2)를 케이오스 수류 패턴으로 구동시키는 케이오스 수류패턴 제어정보를 발생하는 케이오스 생성수단(5)을 포함하는 세탁기의 수류 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 케이오스 생성수단(5)은, 케이오스 분지 현상을 이용하여 수류 패턴 제어정보를 생성하는 세탁기의 수류 제어 장치.
3. 케이오스 분지 현상의 반복 횟수(N) 및 실행 함수f(x)=xμ (1-x)의 초기값, 파라미터 μ값의 최대값 μ max과 최소값 μmin을 설정하는 제1과정과, 상기 초기값 설정에 이어서 파라미터 μ값을 최소값 μmin으로 결정하는 제2과정과, 상기 제1과정 및 제2과정에서설정된 값으로 부터 함수값을 점차 증가시키면서 상기 반복 횟수(N)만큼 함수f(x)=xμ(1-x)를 n회 반복 수행하는 제3과정과, 상기 제3과정의 완료 결과로 나타난 반복 횟수(n)가 원하는 주기적인 해의 최대갯수(M)에 도달하였는가의 여부를 판단하는 제4과정과, 상기 제4과정의 판단결과 최대갯수(M)에 도달한 경우는 반복횟수(n)가 기수이면 펄세이터(2)를 정회전, 우수이면 좌회전 시키는 제5과정과, 상기 제4과정의 판단 결과 반복횟수(n)가 최대갯수(M)미만이면 파라미터가 최대값에 도달할 때까지 일정한 증분 Δμ만큼 파라미터값을 증가시키고 상기 제3과정부터 반복하는 제6과정과, 상기 제6과정의 수행결과 전체 과정의 반복횟수에 도달 하였는가의 여부를 판단하여 도달할때 까지 상기 제2과정부터 반복하는 제7과정으로 이루어진 세탁기의 수류 제어 방법.