KR100191500B1 - 세탁기의 수류제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전자 알고리즘을 이용하여 세탁물의 꼬임과 세정도를 향상시키는 세탁기의 수류제어방법에 관한 것으로써, 주기적으로 변화하는 4개의 모터온시간을 3등분하여 실험데이타를 추출하는 데이터추출스텝과, 상기 데이터추출스텝에서 추출된 실험데이타에 따라 세정도함수 및 엉킴도함수를 도출하는 함수도출스텝과, 상기 함수도출스텝에서 도출된 세정도함수 및 엉킴도함수에 따라 최적함수를 선정하는 함수선정스텝과, 상기 함수전정스텝에서 선정된 최적함수에 따라 초기수류패턴을 선정하는 초기수류선정스텝과, 상기 초기수류선정스텝에서 선정된 초기수류패턴에 따라 FITNESS를 구하여 최적 FITNESS가 나오도록 유전자 알고리즘을 수행하여 수류패턴을 수정하는 수류수정스텝으로 이루어진 것으로, 유전자 알고리즘을 이용하여 적절한 수류패턴을 선정함으로써 세탁물의 꼬임을 방지하고, 세정도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

세탁기의 수류제어방법

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 개략적인 단면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 제어블록도.

제3도는 본 발명에 의한 세탁기의 수류제어 동작순서를 도시한 플로우챠트.

제4도는 본 발명에 의한 세정도 및 엉킴도의 결과도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 7 : 탈수조

9 : 세탁조 15 : 급수밸브

19 : 배수밸브 21 : 모터

23 : 감속기 27 : 펄세이터

50 : 직류전원수단 55 : 운전조작수단

60 : 제어수단 65 : 포량감지수단

70 : 급수밸브구동수단 75 : 수위감지수단

80 : 모터구동수단 90 : 배수밸브구동수단

100 : 표시수단

본 발명은 유전자 알고리즘을 이용하여 세탁물의 꼬임과 세정도를 향상시키는 세탁기의 수류제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기의 세탁과정은 크게 세탁물을 세탁하는 세탁행정과, 세탁물을 헹굼하는 헹굼행정과, 세탁물을 탈수하는 탈수행정으로 이루어져 있다.

그리고, 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 다시 단계별로 세분해보면, 세탁행정은 급수기능과 세탁기능, 배수기능 및 간헐탈수기능으로 이루어지고, 헹굼행정은 정지기능, 급수기능, 헹굼기능, 배수기능 및 간헐탈수기능으로 이루어지며, 탈수행정은 탈수기능 및 정지기능으로 이루어져 있다.

상기와 같은 세탁과정에 따라 세탁하는 종래의 세탁기에 있어서는 먼저, 사용자가 탈수조내에 세탁물을 투입한다음 운전스위치를 온시키면, 수도전으로부터 공급되는 세탁수가 급수밸브의 개방에 따라 세제용해기를 거쳐 용해된 세제와 함께 세탁조내에 급수된다.

상기 세탁조내에 급수된 세탁수가 투입된 세탁물에 적합한 양만큼 급수완료되면, 모터의 온/오프구동에 따라 펄세이터가 좌우반전되면서 급수된 세탁수에 수류를 형성시킨다.

상기 펄세이터의 좌우반전에 따라 형성되는 수류는 세탁수에 압력을 가하게 됨으로써 세탁물에 흡착된 때나 이물질등을 분리시켜 세탁이 이루어진다.

한편, 세탁수에 형성되는 수류는 모터의 온/오프시간(ON/OFF TIME)에 따라 결정되는데, 종래의 세탁기에서는 세탁물의 엉킴(꼬임)과 세정도의 성능향상을 위해 퍼지함수를 이용하여 모터의 온/오프시간에 따른 적절한 수류패턴을 선정하였다.

이때, 최적의 퍼지함수를 도출하기 위해서는 많은 실험을 통하여 실험데이타를 추출하고, 전문가의 경험에 의해 퍼지공간을 분할하여 퍼지함수를 만들어낸 다음, 이때에 좋은 결과를 얻지 못할 경우에는 퍼지공간을 다시 분할하여 결과를 관찰하면서 좋은 결과를 얻을때까지 반복하는 시행착오법을 이용하였다.

그런데, 이와같은 종래의 방식에 있어서, 시행착오법을 이용하여 퍼지공간을 분할하는 것은 비효율적이며 시간이 많이 소요되고, 최적의 수류패턴을 선정하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 유전자 알고리즘을 이용하여 적절한 수류패턴을 선정함으로써 세탁물의 꼬임을 방지하고, 세정도를 향상시킬 수 있는 세탁기의 수류제어방법을 제공하는데 이싸.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 세탁기의 수류제어방법은 유전자 알고리즘을 적용한 세탁기의 수류시간을 제어하는 방법에 있어서, 주기적으로 변화하는 4개의 모터온시간을 3등분하여 실험데이타를 추출하는 데이터추출스텝과, 상기 데이터추출스텝에서 추출된 실험데이타에 따라 세정도함수 및 엉킴도함수를 도출하는 함수도출스텝과, 상기 함수도출스텝에서 도출된 세정도함수 및 엉킴도함수에 따라 최적함수를 선정하는 함수선정스텝과, 상기 함수선정스텝에서 선정된 최적함수에 따라 초기수류패턴을 선정하는 초기수류선정스텝과, 상기 초기수류선정스텝에서 선정된 초기수류패턴에 따라 FITNESS를 구하여 최적 FITNESS가 나오도록 유전자 알고리즘을 수행하여 수류패턴을 수정하는 TN류수정스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에 도시한 바와같이, 본체(1)의 상단에는 일측이 힌지결합된 도어(3)가 개폐자유롭게 설치되어 있고, 상기 본체(1)내에는 투입된 세탁물을 세탁 및 탈수할 수 있도록 원통형상의 스핀터브(7 ; 이하, 탈수조라 한다)가 회전가능케 설치되어 있으며, 상기 탈수조(7)의 외측둘레에는 탈수조(7)와 일정간격을 두고 상기 탈수조(7)를 지지하는 원통형상의 아웃터브(9 ; 이하, 세탁조라 한다)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 본체(1)의 배면상부에는 수도전(11)으로부터 공급되는 세탁수를 급수호스(13)를 통해 상기 세탁조(9)내로 급수하도록 급수밸브(15)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 일측하단에는 상기 세탁조(9)내의 세탁수를 배수호스(17)를 통해 외부로 배출하도록 배수밸브(19)가 설치되어 있다.

또한, 상기 세탁조(9)의 저면에는 상기 탈수조(7)내의 세탁물을 세탁 및 탈수하도록 정역회전하는 모터(21)가 설치되어 있고, 상기 모터(21)의 일측하단에는 모터(21)의 회전력을 감속기(23)에 전달하는 벨트(25)가 상기 모터(21) 및 감속기(23)의 축에 배설된 풀리(22, 24)에 연결되어 있다.

또, 상기 탈수조(7)의 내부에는 상기 모터(21)의 구동력을 벨트(25) 및 감속기(23)를 통해 전달받아 좌우반전되면서 세탁수에 수류를 형성시켜 상기 탈수조(7)내의 세탁물을 세탁하는 펄세이터(27)가 설치되어 있고, 상기 본체(20)의 상측에는 분말세제를 용해시킴과 동시에 정전기방지나 세탁물에 유연성등을 부여하는 유연제를 공급하는 세제용해수단(29)이 장착되어 있다.

다음에는, 상기와 같이 구성된 세탁기의 세탁제어회로를 제2도를 참조하여 설명한다.

제2도에 도시한 바와같이, 직류전원수단(50)은 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원의 전원전압을 상기 세탁기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로에 출력하고, 운전조작수단(55)은 사용자가 원하는 세탁조건(세탁종류, 세탁시간, 급수선택 등)을 입력하도록 상기 도어(3)의 소정위치에 다수의 기능키를 구비하고 있다.

그리고, 제어수단(60)은 상기 직류전원수단(50)으로부터 공급되는 직류전압을 인가받아 상기 세탁기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(55)에 의해 입력된 운전명령신호에 따라 세탁기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이고, 포량감지수단(65)은 상기 탈수조(7)내에 투입된 세탁물의 양을 감지하여 상기 제어수단(60)에 출력한다.

급수밸브구동수단(70)은 상기 제어수단(60)의 제어에 따라 상기 수도전(11)으로부터 공급되는 세탁수를 급수호스(13)를 통해 세탁조(9)내에 급수하도록 급수밸브(15)를 구동제어하고, 수위감지수단(75)은 상기 급수밸브구동수단(70)에 의한 급수밸브(15)의 개방시에 상기 탈수조(7)내에 투입된 세탁물의 양에 적합한 양의 세탁수가 세탁조(9)내에 급수되었는지를 감지하는 수위센서이다.

또한, 모터구동수단(80)은 상기 제어수단(60)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 세탁물을 세탁 및 탈수하도록 모터(21)를 구동제어하고, 배수밸브구동수단(100)은 상기 세탁조(9)내의 세탁수를 배수호스(17)를 통해 외부로 배출하도록 상기 제어수단(60)의 제어에 따라 배수밸브(19)를 구동제어한다.

또, 표시수단(110)은 상기 운전조작수단(55)에 의해 입력되는 세탁조건을 표시함은 물론, 상기 세탁기의 이상발생시에 에러를 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 세탁기의 수류제어방법의 작용효과를 설명한다.

제3도는 본 발명에 의한 세탁기의 수류제어동작순서를 도시한 플로우차트로써, 제3도에서 S는 스텝(Step)을 표시한다.

세탁기의 수류패턴은 모터(21)의 온/오프시간을 가지고 조절되며, 주기적으로 반복해서 변하는 4가지 형태의 모터(21) 온/오프시간이 엉킴도와 세정도를 향상시키는 변수가 된다.

먼저, 모터(21)의 오프시간은 온시간의 일정비율로써 결정되므로 스텝S1에서는 4개의 모터(21) 온시간(예를들면, 1.6~2.0, 2.1~2.5, 1.1~1.5)을 3등분하여 3⁴(=81)번의 실험을 하여 실험데이타를 추출하고, 스텝S2에서는 추출된 81번의 실험데이타에 따른 모터(21) 온시간을 가지고 세정도가 가장 우수한 세정도함수(f)와 엉킹이 가장 적은 엉킴도함수(g)를 추출한다.

이어서, 스텝S3에서는 상기 스텝S2에서 추출된 최고의 세정도와 최저의 엉킴도를 동시에 만족하기 위해 최적함수(FITNESS FUNCTION)를 다음과 같이 선정한다.

FITNESS FUNCTION = Γ100²- (f-g)²+ f + g

(여기서, f : 세정도함수, g : 엉킴도함수)

상기 최적함수의 선정이 끝나면, 스텝S4로 나아가서 모터(21)의 온/오프시간에 따른 초기수류패턴을 선정하고, 스텝S5에서는 선정된 수류패턴에 따라 FITNESS를 구하여 최적의 FITNESS인가를 판별한다.

상기 스텝S5에서의 판별결과, 최적의 FITNESS가 아닌 경우 (NO일 경우)에는 스텝S51로 나아가서 최적의 FITNESS가 나오도록 유전자 알고리즘루틴을 수행하여 초기수류패턴을 수정해 나가면서 상기 스텝S4로 복귀하여 스텝S4이하의 동작을 반복수행한다.

본 발명에서는, 삼성세탁기 SEW-1096W모델에 상기의 유전자 알고리즘을 적용하여 100세대에서 다음과 같은 최적의 수류패턴을 구하였다.

ON/OFF TIME

①1.6/1.2 ②2.3/0.9 ③1.4/1.8 ④1.3/1.3

상기 스텝S5에서의 판별결과, 최적의 FITNESS인 경우(YES일 경우)에는 세탁기의 세정도와 엉킴도를 향상시킬 수 있으므로 스텝S6에서 제어수단은 유전자 알고리즘을 이용하여 선정된 수류패턴(모터의 온/오프시간)에 따라 모터(21)의 온/오프구동을 제어하여 세탁, 헹굼 및 탈수의 전체 세탁행정을 수행하면서 동작을 종료한다.

상기와 같이, 유전자 알고리즘을 이용하여 선정된 최적의 수류패턴(모터의 온/오프시간)에 따라 전체 세탁행정을 수행한 결과, 제4도의 도표에 도시한 바와같이, 기존의 세탁방식에 비해 세정도가 0.93%정도 향상되었으며, 엉킴도가 0.16정도 감소되어 세탁성능이 향상되었음을 알 수 있다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 세탁기의 수류제어방법에 의하며, 유전자 알고리즘을 이용하여 적절한 수류패턴을 선정함으로써 세탁물의 꼬임을 방지하고, 세정도를 향상시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유전자 알고리즘을 적용한 세탁기의 수류시간을 제어하는 방법에 있어서, 주기적으로 변화하는 4개의 모터온시간을 3등분하여 실험데이타를 추출하는 데이터추출스텝과, 상기 데이터추출스텝에서 추출된 실험데이타에 따라 세정도함수 및 엉킴도함수를 도출하는 함수도출스텝과, 상기 함수도출스텝에서 도출된 세정도함수 및 엉킴도함수에 따라 최적함수를 선정하는 함수선정스텝과, 상기 함수선정스텝에서 선정된 최적함수에 따라 초기수류패턴을 선정하는 초기수류선정스텝과, 상기 초기수류선정스텝에서 선정된 초기수류패턴에 따라 FITNESS를 구하여 최적 FITNESS가 나오도록 유전자 알고리즘을 수행하여 수류패턴을 수정하는 수류수정스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 수류제어방법.