KR100429636B1 - 세탁기의 포량감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 외부에서 인가되는 전원전압을 강전부와 약전부로 분리시키는 포토커플러로 구성된 전원분리부와, 상기 전원분리부로부터 출력된 신호를 평활하는 평활부와, 상기 평활부로부터 출력된 파형을 입력받아 신호의 존재시간을 측정함으로써 세탁기의 포량을 감지하는 제어부를 포함하여 구성되어 세탁기의 모터를 소정시간 통전하고 오프한 직후 관성회전에 의해 발생하는 기전력을 평활하고, 신호발생 지속시간을 측정하여 포량을 판정함으로써 포량감지의 정밀도를 향상할 수 있다.

Description

세탁기의 포량감지장치 및 방법{Amount of a laundry Sensing apparatus for washing machine and the method}

본 발명은 세탁기의 포량감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 세탁기의 모터를 소정시간 통전하고 오프한 직후 관성회전에 의해 발생하는 기전력을 커패시터를 이용하여 평활하고, 펄스발생 지속시간을 측정하여 포량을 판정함으로써 포량감지의 정밀도를 향상할 수 있는 세탁기의 포량감지장치 및 방법에 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 세탁수 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 세탁수를 배출시키고 세탁조에서 새로운 물을 공급하여 이미 시스템에서 설정된 횟수동안 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.

도 1은 종래 세탁기의 포량감지장치를 도시한 것으로, 회전날개(미도시)를 구동시키는 세탁/탈수용 모터(2)와, 상기 세탁/탈수용 모터(2)의 주코일과 보조코일 사이에 접속된 모터기동용 콘덴서(3)와, 상기 세탁/탈수용 모터(2)와 전원전압(1) 사이에 접속된 부하구동용 트라이액(4a, 4b, 4c, 4d)과, 상기 부하구동용 트라이액(4a, 4b, 4c, 4d)을 거쳐 상기 세탁/탈수용 모터(2)의 통전을 제어하는 제어수단(5)과, 상기 모터기동용 콘덴서(3) 전압변화에 대응하여 펄스를 발생하는 펄스발생장치(6)를 포함하여 구성된다.

상기 제어수단(5)은 세탁/탈수용 모터(2)에 일정시간 통전하고 오프한 직후에 상기 펄스발생장치(6)로부터 발생되는 펄스 수에 의해 세탁포 또는 부하량을 감지한다.

도 2는 상기 펄스발생장치의 일 실시예를 도시한 것이고, 도 3은 상기 펄스발생장치로부터 발생되는 펄스를 도시한 것이다.

종래의 펄스발생장치(6)는 포토커플러를 포함하여 다수개의 저항(R1 내지 R5)과 트랜지스터, 다이오드(T1 내지 T3, D1,D2)로 구성되고, 상기 세탁/탈수용 모터(2)의 관성회전에 의해 발생되는 아날로그 신호(Vc)가 상기 펄스발생장치 즉, 포토커플러(P1)를 거쳐 디지털 펄스신호(Vo)로 변환된다.

상기와 같이 구성된 종래 세탁기의 포량감지장치는 다음과 같이 동작한다.

먼저, 세탁물을 넣고 포량검지수위까지 세탁수를 급수한 후 상기 제어수단(5)에서 상기 세탁/탈수용 모터(2)에 구동전압을 인가하면 상기 세탁/탈수용 모터(2)의 회전축이 회전하게 되고 상기 회전축의 회전력이 펄세이터(미도시)를 회전시킨다.

상기 세탁/탈수용 모터(2)를 약 0.4초 정도 일정시간 구동한 후 오프시키면상기 펄세이터는 관성에 의해 일정 시간동안 여력회전을 하게 되며, 이때 상기 모터구동용 콘덴서에 축전되어 있던 전압이 상기 펄스발생수단에 의해 도 3에 도시된 바와 같은 펄스가 발생하게 된다.

이때, 상기 펄스의 수는 세탁포량에 따라 달라지게 되며, 통상적으로 포량이 적으면 상기 펄스발생수단으로부터 발생되는 펄수 개수는 많아진다. 따라서, 상기 펄수의 개수에 의해 포량을 감지하는 것이 가능해지며, 이 포량에 따라 세탁에 필요한 세탁수량을 결정하게 되는데 통상적으로 4단계에서 10단계 정도로 세분화한다.

그러나, 상기와 같은 세탁기의 포량감지방법에 있어서 각 포량별 펄스 개수의 차이가 크지 않기 때문에 2 내지 3 개의 펄스 개수 차이에 따라 포량판정이 달라지게 된다. 즉, 펄스 개수가 20∼23 개이면 고수위에 해당하는 포량으로 판정하고, 17∼19개이면 중수위에 해당하는 포량으로 판정된다.

도 4 에 도시된 바와 같이 포량감지 시 노이즈 등에 의해 비정상적인 펄스가 추가되는 경우 오감지할 가능성이 커지는데, a 및 b, c 와 같이 외부 노이즈에 의해 발생된 펄스는 비록 그 시간이 매우 짧지만 제어수단에서 하나의 펄스로 인식하게 되므로 오감지를 하게 된다.

즉, 종래와 같이 펄수 수에 의해 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지장치 및 방법에 있어서, 외부 노이즈에 의해 발생되는 펄스가 포량과 무관한 펄스일지라도 제어수단에서는 하나의 펄스로 인식하게 되므로 오감지 가능성이 커지고, 포량감지 정밀도가 떨어지게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 세탁기의 모터를 소정시간 통전하고 오프한 직후 관성회전에 의해 발생하는 기전력을 커패시터를 이용하여 평활하고, 신호발생 지속시간을 측정하여 포량을 판정함으로써 포량감지의 정밀도를 향상할 수 있는 세탁기의 포량감지장치 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 세탁기의 포량감지장치를 도시한 블록도,

도 2는 펄스발생장치의 실시예를 도시한 회로도,

도 3은 펄스발생장치에서 발생되는 펄스를 도시한 그래프,

도 4는 펄스발생장치에서 비정상적으로 발생되는 펄스를 도시한 그래프,

도 5는 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치를 도시한 회로도,

도 6은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치에서 발생되는 펄스를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지방법을 도시한 흐름도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 전원분리부 20 : 평활부

30 : 제어부 P1 : 포토커플러

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치의 특징에 따르면, 외부에서 인가되는 전원전압을 강전부와 약전부로 분리시키는 전원분리부와, 상기 전원분리부로부터 출력된 신호를 평활하는 평활부와, 상기 평활부로부터 출력된 파형을 입력받아 신호의 존재시간을 측정함으로써 세탁기의 포량을 감지하는 제어부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지방법은 세탁/탈수용 모터를 일정시간 구동 후 전원 오프시 모터의 여력회전에 의해 신호가 최초로 발생할 때부터 신호가 종료될 때까지의 시간을 카운트하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 카운트된 신호지속간을 기준으로 포량을 판정하는 제 2 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5에 도시된 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치는 외부에서 인가되는 전원전압을 강전부와 약전부로 분리시키는 전원분리부(10)와, 상기 전원분리부(10)로부터 출력된 신호를 평활하는 평활부(20)와, 상기 평활부(20)로부터 출력된 파형을 입력받아 신호의 존재시간을 측정함으로써 세탁기의 포량을 감지하는 제어부(30)를 포함하여 구성된다.

상기 전원분리부(10)는 세탁/탈수용 모터(미도시)를 일정시간 구동한 후 오프시키면 상기 펄세이터(미도시)의 관성에 의해 일정 시간동안 여력회전을 하게 되는데, 이때 다수개의 저항 및 다이오드(R11∼R13, D11∼D13), 여력회전에 의해 발생되는 전압변화를 디지털 펄스신호로 변환하는 포토커플러(P2)를 포함한다.

또한, 상기 평활부(20)는 상기 포토커플러(P2)를 구성하는 트랜지스터(T11)의 에미터에 연결되어 있으며, 커패시터와 저항(C11과 R14)으로 구성되어 있다.

도 6은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치에서 발생되는 모터구동펄스 및 마이컴 입력파형(A 및 B)을 도시한 것으로, 상기 모터구동펄스(A)는 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)를 구동하는 펄스이고 t1 시점에서 상기 세탁/탈수용 모터 전원을 오프한 것이다.

상기 마이컴 입력파형(B)은 상기 평활부(20)의 출력이 상기 제어부(30)에 입력되는 파형을 도시한 것으로 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 전원이 오프되는 t1 시점에서 충전 및 방전을 반복하다 감쇄되는 과정이 도시되어 있다. 즉, 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 전원이 오프되는 t1 시점부터 T1 시간만큼 존재하다소멸되는 평활된 파형은 세탁포량에 따라 변화한다.

세탁포량이 많으면 펄세이터(미도시)에 걸리는 부하가 커지므로 상기 펄세이터(미도시)가 빨리 정지하게 되어 신호지속시간 T1이 짧아지고, 포량이 적으면 펄세이터(미도시)에 걸리는 부하가 작아지므로 상대적으로 상기 펄세이터(미도시)가 많이 회전하여 신호지속시간 T1이 길어지게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 도 7에 도시된 흐름도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

제 1 단계에서 세탁물을 세탁기에 투입하고 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)에 일정시간동안 전원전압을 인가하면 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 회전축이 회전하게 되고 상기 회전축의 회전력이 펄세이터(미도시)를 회전시킨다.(S1 참조)

제 2 단계에서는 상기 제 1 단계(S1)에서 일정시간동안 온 구동한 세탁/탈수용 모터(미도시)의 전원전압을 오프함으로써 구동이 정지되지만, 관성에 의해 상기 펄세이터(미도시)는 일정시간동안 잔류회전을 하게 되고 이는 상기 전원분리부(10)의 전압을 변동시킴으로써 상기 포토커플러(P2)에서 잔류회전에 의한 신호가 발생하게 된다.(S2 참조)

이때, 상기 포토커플러(P2)에서 발생된 신호는 상기 평활부(20)를 통해 충전 및 방전을 반복하다 감쇄하는 파형으로 출력된다.

제 3 단계에서는 상기 제 2 단계(S2)에서 발생된 신호의 지속시간을 측정하기 위해서 상기 제어부(30)내 타이머가 동작을 시작하고, 제 4 단계에서는 상기 제어부(30)의 포트에 하이신호가 입력되었는지를 판단하여 상기 제 4 단계의 판단결과가 긍정이면 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 잔류회전에 의한 신호가 발생되는 것으로 판단되어 상기 타이머가 계속 신호지속시간을 측정하고, 상기 제 4 단계의 판단결과가 부정이면 제 5 단계에서는 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 잔류회전에 의한 신호 발생이 종료된 것으로 판단하여 상기 타이머의 카운팅이 정지된다.(S3 및 S4, S5 참조)

제 6 단계는 상기 제 5 단계(S5)에서 측정된 신호지속시간(T1)을 상기 제어부(30)에 저장하고, 제 7 단계에서는 상기 제 6 단계에서 저장된 신호지속시간(T1)이 10㎳ 이상인지를 감지하여 상기 제 7 단계의 판단결과가 부정이면 제 8 단계에서는 상기 세탁기의 수위가 고수위에 해당하는 것으로 판정한다.(S6 및 S7, S8 참조)

상기 제 7 단계(S7)의 판단결과가 긍정이면 제 9 단계에서 상기 제 6 단계(S6)에서 제어부(30)에 저장된 신호지속시간(T1)이 30㎳이상인지를 판단하여 상기 제 9단계의 판단결과가 부정이면 제 10 단계에서는 상기 세탁기의 수위가 중수위인 것으로 판정한다.(S9 및 S10 참조)

상기 제 9 단계(S9)의 판단결과가 긍정이면 제 11 단계는 상기 제 6 단계(S6)의 신호지속시간(T1)이 60㎳이상인지를 판단하여 상기 제 11 단계의 판단결과가 부정이면 제 12 단계에서 상기 세탁기의 수위가 저수위인 것으로 판정하고, 상기 제 11 단계의 판단결과가 긍정이면 제 13 단계에서는 상기 세탁기의 수위는 소수위 인 것으로 판정한다.(S11 및 S12, S13 참조)

T1	수위	대응포량
10㎳ 미만	고수위	10㎏ 이상
10㎳∼30㎳ 미만	중수위	6㎏∼10㎏
30㎳∼60㎳ 미만	저수위	4㎏∼6㎏
60㎳ 이상	소수위	4㎏ 미만

상기 표 1은 세탁기의 신호지속시간에 따른 세탁 수위 및 포량을 나타낸 것으로, 상기 세탁/탈수용 모터(미도시)의 잔류회전에 의해 발생되는 신호지속시간(T1)이 길수록 세탁포량이 작고, 수위도 낮은 것으로 판정되는 것을 알 수 있다.

제 14 단계는 상기 제 7 단계부터 제 13 단계(S7∼S13)에서 결정된 수위에 해당하는 적정 수위에 도달하도록 급수하고, 세탁조 내의 포량을 감지하여 그에 따라 세탁시간 및 수류세기를 결정하여 상기 세탁기의 운전이 수행된다.(S14 참고)

이와 같은 본 발명에 의한 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 모터의 오프시 관성회전에 의해 발생되는 기전력을 커패시터를 이용하여 평활하고 그 지속시간으로 포량을 판정하게 함으로써 포량감지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 세탁기의 포량감지장치 및 방법은 모터를 일정시간 통전한 직후의 관성회전에 의해 발생되는 기전력을 평활부를 통해 평활하 고 그 펄스발생시간을 측정하여 포량감지의 정밀도를 향상시킴으로써 세탁포량에 적절한 수위의 세탁수 및 세탁량을 결정할 수 있어 절수/환경친화적일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 외부에서 인가되는 전원전압을 강전부와 약전부와 분리시키고 펄스를 발생시키는 전원분리부와, 상기 전원분리부로부터 출력된 신호를 평활하는 평활부와, 상기 평활부로부터 출력된 파형을 입력받아 신호의 존재시간을 측정함으로써 세탁기의 포량을 감지하는 제어부를 포함하여 구성되며,

   상기 제어부는 세탁기 구동 모터가 종료된 때부터 평활부에서 출력된 출력파형이 하이에서 로우로 또는 로우에서 하이로 전환될때까지 신호 지속시간을 측정함으로서 세탁기의 포량을 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기 포량감지장치.
2. 세탁/탈수용 모터가 오프된 후 모터의 여력회전에 의하여 발생한 신호가 하이에서 로우로 또는 로우에서 하이로 전환될때까지 신호 지속시간을 카운트하는 제1 단계와,

   상기 제1 단계에서 카운트된 신호 지속시간이 길수록 세탁포량이 적은 것으로 판정하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기 포량감지방법.
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