KR100690687B1 - 세탁기의 편심 종류 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 편심 종류 검출 방법에 관한 것으로, 종래에는 모터의 회전속도만을 검출하여 편심량을 검출하기 때문에 모터의 회전속도와 상관성이 작은 편심은 검출하지 못하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 속도감지 센서를 이용하여 세탁기 모터의 회전속도 변화량을 검출하여, 상기 진동량과 상기 회전속도 변화량으로부터 세탁기의 편심 종류를 검출할 수 있도록 하고, 또한, 2이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 2이상의 위치에서 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 상기 진동량 사이의 위상차를 검출한 후, 상기 진동량과 상기 위상차를 이용하여 세탁기 편심 종류를 검출할 수 있도록 함으로써, 신속하고 적절한 포풀림 동작을 수행하도록 하는 효과가 있다.

Description

세탁기의 편심 종류 검출 방법{METHOD FOR SESING THE TYPE OF UNBALANCE IN WASHING MACHINE}

도 1은 종래 기술에 따른 세탁기 편심량 감지 방법 흐름도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 흐름도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 흐름도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 설명도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

S21 내지 S24b: 본 발명의 단계들

본 발명은 세탁기의 편심 종류 검출 방법에 관한 것으로, 특히 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기의 편심 종류를 검출하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁액 속에 담겨진 세탁물에 적당한 마찰이나 진동 등의 기계적 작용을 가하여 오염물(때)을 세탁물로부터 분리하는 기능을 한다.

이를 위해, 세탁기는 세탁액과 혼합된 세탁물에 기계적인 힘을 가하여 세탁 단계, 세탁물로부터 오염물이 함유된 세탁액을 분리하는 행굼 단계, 및 세탁물로부터 행굼물을 분리하는 탈수 단계의 과정을 수행한다.

그런데, 세탁기 내에 세탁물이 골고루 분포되지 않아 소위 세탁물의 편심(UNBALNCE)이 생긴 경우, 특히, 상기 탈수 단계에서 심한 진동과 소음을 유발하기 때문에, 편심을 검출하고 세탁물을 골로루 분포시키는 기능(포고름 기능)이 요구된다.

도 1은 종래 기술에 따른 편심 검출 및 탈수 방법 흐름도인데, 이에 도시된 바와 같이, 세탁기 모터를 저속으로 운전하는 단계(S11), 상기 모터 속도(RMP)의 시간에 따른 변화를 감지하여 편심량을 검출하는 단계(S12), 미리 결정된 기준값과 비교하는 단계(S13), 상기 편심량이 큰 경우 포고름 공정을 수행하고, 상기 편심량이 작은 경우 세탁기 모터 속도를 높이는 단계(S14a, S14b)로 이루어진다.

상기 편심량 검출 단계(S12)에서, 세탁기 모터에 장착된 속도 감지 센서를 이용하여 모터 회전속도(RPM)를 일정한 시간 및 주기로 측정하여 속도의 변화량을 측정하고, 그 측정값중 최대값과 최소값의 차이를 이용하여 편심량을 검출한다.

이와 같이 검출된 편심량과 미리 설정된 기준값을 비교하여, 나머지 탈수 공정을 더 진행시킬 것인지, 포고름 공정을 거친후에 나머지 탈수 공정을 진행시킬 것인지를 판단한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 모터의 회전속도만을 검출하여 편심량을 검출하기 때문에 모터의 회전속도와 상관성이 작은 편심은 검출하지 못하는 문제점이 있다.

예를 들어, 대각 부하에 의한 편심의 경우, 세탁기 터브(Tub)에서의 큰 상하 진동을 유발하지만 모터의 회전속도 감소는 크지 않기 때문에 편심이 존재함에도 불구하고 종래 기술에 의해서는 편심이 검출되지 않으며, 이러한 편심을 간과하고 탈수 공정을 진행시키는 경우에는 큰 소음을 유발하고 세탁기에 기계적인 고장을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 속도감지 센서를 이용하여 세탁기 모터의 회전속도 변화량을 검출하여, 상기 진동량과 상기 회전속도 변화량으로부터 세탁기의 편심 종류를 검출할 수 있도록 한 세탁기의 편심 종류 검출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 2이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 2이상의 위치에서 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 상기 진동량 사이의 위상차를 검출한 후, 상기 진동량과 상기 위상차를 이용하여 세탁기 편심 종류를 검출할 수 있도록 한 세탁기의 편심 종류 검출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기의 편심 종류를 판단하는 방법으로서, 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 측정하는 단계; 세탁기 모터의 속도 변화량을 측정하는 단계; 및, 상기 속도 변화량과 상기 진동량을 이용하여 편심 종류를 판단하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 속도 변화량과 비교하여 상기 진동량이 미리 설정된 기준값보다 큰 경우, 대각 부하에 의한 편심이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 2 이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기의 편심 종류를 판단하는 방법으로서, 2 이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 2 이상의 위치에서의 진동량을 측정하는 단계; 상기 2 이상의 위치 각각에서 진동이 발생하는 시간차를 측정하여 진동 위상차를 산정하는 단계; 및, 상기 2 이상의 위치에서의 진동량의 상대적 크기와 상기 진동 위상차를 이용하여 편심 종류를 판단하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 2 이상의 위치에서의 진동량을 측정하는 단계에서, 상기 2 이상의 다축 가속도 센서는 세탁기 터브의 상부면과 하부면, 및 전면과 후면의 2 이상의 축에서의 진동량을 구별하여 측정할 수 있도록 세탁기 터브에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 진동 위상차가 0이고 세탁기 터브 전체면에서의 진동량의 상대적인 크기의 차가 미리 설정된 기준값 이하인 경우, 중심 부하(Center Load)에 의한 편심으로 판단하고; 상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브 전면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우, 전면 부하(Front Load)에 의한 편심으로 판단하고; 상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브 후면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우, 후면 부하(Rear Load)에 의한 편심으로 판단하며; 상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브의 전면과 후면에서의 검출된 진동량의 크기가 미리 설정된 기준값보다 모두 큰 경우, 대각 부하(Diagonal Load)에 의한 편심으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 흐름도인데, 이에 도시된 바와 같이, 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 측정하는 단계(S21), 속도감지 센서를 이용하여 세탁기 모터의 속도 변화량을 측정하는 단계(S22), 상기 속도 변화량과 대비된 상기 세탁기 터브 진동량과 기준값을 비교하는 단계(S23), 상기 비교 결과 상기 속도 변화량과 대비된 상기 세탁기 터브 진동량이 기준값보다 큰 경우 대각 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S24a), 및 기준값보다 작은 경우 기타 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S24b)로 이루어진다.

여기에서, 가속도 센서란 가속도, 진동, 충격 등의 물리적인 힘을 순시적으로 감지하여, 전기적인 신호로 출력하는 센서로서, 측정 원리에 의하여 전기용량형, 압전저항형, 압전형, 가동코일형 및 와전류형 등으로 다양하게 분류할 수 있다.

본 발명의 다축 가속도 센서는 2 이상의 세탁기 터브 축에서 진동량을 순시적으로 검출할 수 있는 센서로서, 바람직하게는 세탁기 터브의 표면에 설치될 수 있다.

세탁물이 세탁 터브 내에서 대각선 방향으로 몰려 있는 경우와 같이 대각 부 하에 의한 편심이 존재하는 경우에, 세탁기 모터의 속도 변화량은 작고 세탁기 터브의 진동량은 상대적으로 크다.

이를 이용하여, 상기 단계(S23)에서 속도 변화량과 대비된 세탁기 터브 진동량과 기준값을 비교하는데, 예를 들어 상기 속도 변화량으로 나눈 터브 진동량이 기준 비율보다 큰 경우 대각 부하에 의한 편심으로 판단한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 흐름도인데, 이에 도시된 바와 같이, 2 이상의 다축 가속도 센서를 세탁기에 설치하여 세탁기 터브의 2이상의 위치에서 진동량을 측정하는 단계(S31), 상기 2 이상의 위치 각각에서 진동이 발생하는 시간차를 측정하여 진동 위상차를 산정하는 단계(S32); 및 상기 2 이상의 위치에서의 진동량의 상대적 크기와 상기 진동 위상차를 이용하여 편심 종류를 판단하는 단계(S33 내지 S35D)로 이루어진다.

즉, 2이상의 다축 가속도 센서를 세탁기 터브의 2 이상의 위치에 설치하여 2이상의 위치에서의 각 축(X, Y, Z)에 대한 세탁기 터브 진동량을 검출하고, 상기 진동이 일어나는 시간차(진동 위상차)를 검출한 다음, 상기 진동량과 상기 진동 위상차와의 관계만을 이용하여 편심 종류를 판단한다.

여기에서, 상기 다축 가속도 센서는 세탁기 터브의 전면과 후면, 및 상부면과 하부면의 2이상의 축에서의 진동량을 검출할 수 있도록 설치되는 것이 바람직한데, 예를 들어 세탁기 터브의 상부-전면과 하부-후면에 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 편심 종류 판단 단계(S33 내지 S35D)는, 상기 진동 위상차가 0인지를 판단하는 단계(S33), 상기 진동 위상차가 0인 경우, 세탁기 터브의 진동량이 전체적으로 비슷한 경우, 즉 세탁기 터브의 전면과 후면, 및 상부면과 하부면의 2이상의 축에서의 검출된 각 방향(X, Y, Z축 방향)의 진동량의 차가 미리 설정된 기준값 이하인 경우 중심 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S34a, 35A), 상기 진동 위상차가 0이 아니고, 세탁기 터브 전면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우 전면 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S34b, 35B), 상기 진동 위상차가 0이 아니고, 세탁기 터브 후면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우 후면 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S34c, 35C), 및 상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브 전면과 후면의 Z 방향 진동량이 미리 설정된 기준값보다 모두 큰 경우 대각 부하에 의한 편심으로 판단하는 단계(S34d, 35D)로 이루어진다.

이하, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 편심 종류에 따른 세탁기 터브 진동 패턴을 설명한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 세탁기의 편심 종류 검출 방법 설명도인데, 각각 중심 부하에 의한 편심(도 4a), 전면 부하에 의한 편심(도 4b), 후면 부하에 의한 편심(도 4c), 및 대각 부하에 의한 편심(도 4d)을 도시한다.

도 4a를 참조하면, 회전시에, 세탁기 터브가 X, Y, Z축 방향으로 균일하게 위상차없이 변위되는 것을 알 수 있는데, 이는 세탁물이 세탁기 터브 중심에 집중되어 발생되는 중심 부하(Ceter Load)로 인한 편심이 존재한다는 것을 의미한다.

또한, 도 4b를 참조하면, 회전시에, 세탁기 터브의 전면이 Z축 방향으로 위상차를 가지고서 크게 변위되는 것을 알 수 있는데, 이는 세탁물이 세탁기 터브 전면에 집중되어 발생되는 전면 부하(Front Load)로 인한 편심이 존재한다는 것을 의미한다.

이와 달리, 도 4c를 참조하면, 회전시에, 세탁기 터브의 후면이 Z축 방향으 로 위상차를 가지고서 크게 변위되는 것을 알 수 있는데, 이는 세탁물이 세탁기 터브 후면에 집중되어 발생되는 후면 부하(Rear Load)로 인한 편심이 존재한다는 것을 의미한다.

마지막으로, 도 4d를 참조하면, 회전시에, 세탁기 터브의 전면과 후면이 Z축 방향으로 위상차를 가지고서 크게 변위되는 것을 알 수 있는데, 이는 세탁물이 세탁기 터브의 전면과 후면 또는 일측면과 타측면의 대각선 방향에 집중되어 발생되는 대각 부하(Diagonal Load)에 의한 편심이 존재한다는 것을 의미한다.

이와 같이 본 발명에 따라 검출된 편심 종류에 따라 상이한 포풀림 동작을 수행하여, 포풀림 동작을 신속하고 적절하게 수행할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되고, 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에 자명할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 속도감지 센서를 이용하여 세탁기 모터의 회전속도 변화량을 검출하여, 상기 진동량과 상기 회전속도 변화량으로부터 세탁기의 편심 종류를 검출할 수 있도록 하고, 또한, 2이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 2이상의 위치에서 세탁기 터브의 진동량을 검출하고, 상기 진동량 사이의 위상차를 검출한 후, 상기 진동량과 상기 위상차를 이용하여 세탁기 편심 종류를 검출할 수 있도록 함으로써, 신속하고 적절한 포풀림 동작을 수행하도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기의 편심 종류를 판단하는 방법으로서,

   다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동량을 측정하는 단계;

   세탁기 모터의 속도 변화량을 측정하는 단계; 및,

   상기 속도 변화량과 상기 진동량을 이용하여 편심 종류를 판단하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 편심 종류를 판단하는 단계에서,

   상기 속도 변화량과 비교하여 상기 진동량이 미리 설정된 기준값보다 큰 경우, 대각 부하에 의한 편심이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
3. 2 이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기의 편심 종류를 판단하는 방법으로서,

   2 이상의 다축 가속도 센서를 이용하여 세탁기 터브의 2 이상의 위치에서의 진동량을 측정하는 단계;

   상기 2 이상의 위치 각각에서 진동이 발생하는 시간차를 측정하여 진동 위상차를 산정하는 단계; 및,

   상기 2 이상의 위치에서의 진동량의 상대적 크기와 상기 진동 위상차를 이용하여 편심 종류를 판단하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 2 이상의 위치에서의 진동량을 측정하는 단계에서,

   상기 2 이상의 다축 가속도 센서는 세탁기 터브의 상부면과 하부면, 및 전면과 후면의 2 이상의 축에서의 진동량을 구별하여 측정할 수 있도록 세탁기 터브에 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 편심 종류를 판단하는 단계에서,

   상기 진동 위상차가 0이고 세탁기 터브의 검출된 진동량의 차가 미리 설정된 기준값 이하인 경우, 중심 부하(Center Load)에 의한 편심으로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 편심 종류를 판단하는 단계에서,

   상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브 전면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우, 전면 부하(Front Load)에 의한 편심으로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 편심 종류를 판단하는 단계에서,

   상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브 후면의 Z 방향 진동량이 상대적으로 큰 경우, 후면 부하(Rear Load)에 의한 편심으로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.
8. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 편심 종류를 판단하는 단계에서,

   상기 진동 위상차가 0이 아니고 세탁기 터브의 전면과 후면에서의 검출된 진동량의 크기가 미리 설정된 기준값보다 모두 큰 경우, 대각 부하(Diagonal Load)에 의한 편심으로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 종류 검출 방법.

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