KR100261714B1 - 세탁기의 간헐탈수 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 세탁조를 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 간헐탈수시 저속에서는 가/감속 제어 방식으로 모터를 제어하고 중속에서는 정속 제어 방식으로 모터를 제어하여 소음을 저감하면서 최적의 탈수가 이루어지도록 한 세탁기의 간헐탈수 제어방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 세탁 시작 키이가 눌러지면 소수위까지 급수후 포량을 감지하고 그 감지한 포량에 따른 수위를 판정한 후 급수를 행하고 설정 수위에 도달하면 세탁 행정을 진행하며, 세탁 행정 완료후 헹굼 행정을 수행하고 헹굼 행정이 종료되면 간헐탈수 모드로 진입을 하여 저속에서는 온/오프 제어 방식으로 모터를 제어하고 중속 이상에서는 계단식 정속 제어방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시킴으로써 소음을 저감하면서도 효과적인 탈수가 가능해지는 것이다.

Description

세탁기의 간헐탈수 제어방법

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 세탁조를 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 간헐탈수시 저속에서는 온/오프 제어 방식으로 모터를 제어하고 중속에서는 정속 제어 방식으로 모터를 제어하여 소음을 저감하면서 최적의 탈수가 이루어지도록 한 세탁기의 간헐탈수 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 더렵혀진 세탁물을 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정을 순차적으로 소정 시간 또는 소정 회수 진행시켜 세탁물을 깨끗하게 해주는 장치이다.

이러한 일반적인 세탁기의 구조는 첨부된 도면 1과 같으며, 첨부된 도면 도 2는 상기와 같은 일반적인 세탁기를 구동시키는 구동장치이다.

도 1에서 참조번호 1은 외조(아웃 터브), 2는 내조(이너 터브), 3은 모터, 4는 상기 모터(3)에서 발생된 동력을 풀리, 브이벨트, 클러치풀리를 통해 전달받는 클러치, 5는 상기 클러치(4)로부터 동력을 전달받아 세탁수를 와류 시키는 펄세이터(교반기)를 각각 나타낸다.

도 2에서 참조번호 6은 세탁시간이나 헹굼 회수 및 탈수 회수 등을 지정하기 위한 키이 입력부이고, 참조번호 8은 상기 키이 입력부(6)로부터 입력된 사용자의 행정 선택키이 신호에 따라 세탁기의 전체 시스템 동작을 제어하는 마이콤이고, 참조번호 7은 세탁조내에 급수된 수위를 감지하여 상기 마이콤(8)에 입력하는 수위감지부이다.

또한, 참조번호 9는 상기 마이콤(8)의 제어신호에 따라 각종 기능상태를 표시하여 주는 디스플레이부이고, 참조번호 10은 상기 마이콤(8)의 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 되어 부하에 동작전원을 공급하는 부하 구동부이고, 참조번호 11,12는 상기 부하 구동부(10)에서 공급되는 동작 전원에 의해 개폐되어 세탁조에 온수 및 냉수를 공급하는 온수/냉수 밸브이며, 참조번호 13은 탁수를 배수하는 배수 밸브이다.

이러한 구성으로 이루어지는 종래 세탁기는, 먼저, 내조(2)에 세탁물과 세제를 넣은 후 키이 입력부(6)에 구비된 세탁 키이를 눌러 세탁 시작신호를 전달해 주면, 마이콤(8)에서 이를 인지하고 세탁기의 전체 동작을 제어하게 된다.

이때, 사용자가 수위를 선택한 경우에는 사용자가 선택한 수위에 맞게 급수를 하고, 세탁 행정을 진행시키게 되는데, 만약 사용자가 수위를 선택하지 않고 자동 모드를 선택한 경우에는 상기 마이콤(8)이 부하 구동부(10)를 제어하여 온수밸브(11) 또는 냉수밸브(12)를 통해 세탁조내에 세탁수를 급수토록 한다.

급수가 시작되면 수위 감지부(7)는 수위를 검출하여 마이콤(8)에 전달해 주게 되고, 마이콤(8)은 상기 수위 감지부(7)을 통해 검출한 수위가 소수위가 되면 상기 부하 구동부(10)를 다시 제어하여 온수밸브(11) 또는 냉수밸브(12)를 닫아 급수를 중지토록 한다.

이후 모터(3)를 소정 시간 회전시킨 후 오프 시키고, 그때 발생되는 모터(3)의 역기 전력을 펄스로 변환하여 그 개수를 카운트한다. 그리고 그 카운트된 펄스의 개수에 따라 포량을 판정하며, 포량이 판정되면 그 포량에 맞는 수위를 결정하게 된다.

다음으로, 상기 결정한 수위에 맞도록 상기 부하 구동부(10)를 통해 온수/냉수 밸브(11)(12)를 제어하여 해당 수위만큼 급수를 하고, 급수가 종료되면 첫 번째 행정인 세탁 행정을 설정된 수위에 맞는 시간 동안 진행시킨다.

이때, 세탁 코스가 표준 세탁 코스인 경우에는 상기 모터(3)를 1.2초 동안 온(on)시키고, 0.8초 동안 오프(off)시키는 주기로 모터(3)를 시간 제어하여 표준세탁 코스를 진행하게 된다.

아울러 상기 세탁 코스가 표준 세탁 코스에 비해 강한 수류를 얻기 위한 강력 코스(또는 강세탁 패턴 ; 강수류)이면 상기 모터(3)를 1.8초 동안 온(on)시키고, 0.6초 동안 오프(off)시키는 주기로 모터(3)를 시간 제어하여 강력 코스의 세탁 행정을 진행시키게 된다.

한편, 세탁 행정이 종료되면 약 30초에서 1분 정도 펄세이터(5)를 교반시켜 밸런싱을 수반하고, 배수 밸브(13)를 열어 배수를 한 후, 다음 행정인 헹굼 행정을 수행한다.

헹굼 행정이 종료되면, 탈수 행정으로 진입하게 되는데, 이때 바로 탈수 행정으로 진입하기 이전에 간헐탈수를 진행시킨다.

상기 간헐탈수시 유도 모터를 적용한 경우에는 도3a와 같이 모터(3)를 온/오프 제어 방식으로 제어를 하여 탈수를 진행하게 되고, 가변속 모터를 적용한 경우에는 도3b와 같이 모터(3)를 계단식 정속 제어 방식으로 제어를 하여 간헐탈수를 진행시키게 된다.

그리고 간헐탈수가 종료되면 마지막 행정인 탈수행정을 진행시키며, 탈수행정이 종료되면 디스플레이부(9)를 통해 세탁이 종료되었음을 알려주고 모든 세탁동작을 정지시키게 된다.

그런데, 종래 세탁기는 적용되는 모터에 따라 제어방식을 달리하여 간헐탈수를 진행시키게 되는데, 이때 적용되는 모터에 따라 다음과 같은 문제점을 발생하였다.

첫째, 유도 모터를 적용한 경우 도3a에서 처럼 온/오프 제어 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행하게 되므로 고속시 포에 함유된 물을 효과적으로 제거 가능하고 배수가 용이하다는 장점이 있으나, 반면 저속에서 고속까지 일률적으로 모터를 온/오프 방식으로 제어하기 때문에 소음이 심하다는 문제점을 발생하였다.

둘째, 가변속 모터를 적용한 경우 도3b에서 처럼 계단식 정속 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행하게 되므로 토크변화가 크게 없어서 조용한 탈수가 가능하다는 장점이 있으나, 반면 포에 함유된 물을 효과적으로 제거하는 것이 불가능하다는 문제점을 발생하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 세탁기의 간헐탈수시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 세탁조를 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 간헐탈수시 저속에서는 온/오프 방식으로 모터를 제어하므로서 소음을 저감하도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 직접 구동 방식으로 세탁조를 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 간헐탈수시 중속에는 계단식 정속 방식으로 모터를 제어하면서도 최적의 탈수가 이루어지도록 한 간헐탈수 제어 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은, 세탁 시작 키이가 눌러지면 소수위까지 급수후 세탁 포량을 감지하고 그 감지한 포량에 따른 수위를 판정한 후 급수를 시행하여 설정 수위에 도달하면 세탁행정으로 진행하는 세탁행정 진행과정과; 상기 세탁 행정 완료후 헹굼 행정으로 진입하고 헹굼 행정이 종료되면 배수를 하고 간헐탈수모드로 진입하는 간헐탈수 진입과정과; 상기 간헐탈수로 진입시 설정시간 동안 온/오프 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시키는 제1간헐탈수 제어과정과; 상기 설정기간이 경과하면 계단식 정속 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시키는 제2간헐탈수 제어과정과; 상기 제2간헐탈수 제어과정이 종료되면 설정된 시간동안 탈수행정을 진행시키는 탈수행정 진행과정을 순차 실행시킴을 특징으로 한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 세탁기의 구조도.

제2도는 종래 세탁기의 시스템 구성도.

제3도는 종래 세탁기의 간헐탈수시 모터 제어 타이밍도로서, 제3a도는 가/감속 제어방식시 모터 제어 타이밍도, 제3b도는 계단식 정속 제어방식시 모터 제어 타이밍도.

제4도는 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식의 세탁기 구조도.

제5도는 본 발명에서 간헐 탈수시 모터 제어 타이밍도.

제6도는 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식의 세탁기 제어장치 블록 구성도.

제7도는 본 발명에 의한 세탁기의 간헐탈수 제어방법을 보인 제어흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 외조(아웃 터브) 101 : 내조(이너 터브)

105 : 배수 밸브 107 : 수위 감지부

106 : 마이콤 107 : 인버터

108 : 모터

도 4 는 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식이 세탁기 구조도이다.

여기서, 참조번호 100은 외조(아웃 터브)이고, 참조번호 101은 세탁물이 삽입되는 내조와 세탁수를 와류 시키는 펄세이터가 일체화된 내조이고, 102는 권선을 지지하는 철심과 철심을 부착하는 프레임으로 이루어진 고정자(stator)애며, 103은 상기 고정자(102)에서 발생된 동력으로 회전하는 회전자(rotor)이다.

도 6 은 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식으로 세탁조를 돌려 세탁하는 세탁기의 제어장치 블록 구성도이다.

여기서, 참조번호 104는 세탁시간, 세탁 코스, 자동/수동 모드 등을 선택하기 위한 키이 입력부이고, 참조번호 105는 급수되는 세탁수의 수위를 감지하는 수위 감지부이다.

또한, 참조번호 106은 상기 키이 입력부(104)의 키이 조작에 따라 세탁기 전체 동작을 제어하는 마이콤이고, 참조번호 107은 상기 마이콤(106)에서 출력되는 펄스폭 변조 신호에 따라 입력되는 교류전원을 변환하여 모터(108)의 회전수를 제어하는 인버터이다.

그리고, 참조번호 109는 상기 마이콤(106)의 제어에 따라 세탁기의 진행 상황을 표시해주는 디스플레이부이고, 참조번호 110은 탁수를 배수하기 위한 배수 밸브이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 세탁기의 간헐탈수 제어장치의 작용을 첨부한 도면 도 4 내지 도 7에 의거 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 세탁할 세탁물을 세탁통(내조)에 넣고 적정량의 세제를 넣은 후 키이 입력부(104)를 통해 세탁 자동 모드(수동 모드는 사용자가 수위 및 헹굼, 탈수 회수를 임의적으로 지정하는 모드)를 선택하고 세탁 시작 키이를 조작한다(S100).

그러면 마이콤(106)은 급수 밸브(도면에는 도시하지 않았음)를 열어 급수가 이루어지도록 하며, 상기와 같이 급수가 시작되면 수위 감지부(105)는 수위를 검출하여 상기 마이콤(106)에 전달해준다. 마이콤(106)은 상기와 같이 전달되는 수위검출 값을 분석하여 수위를 판단하게 되고, 그 판단한 수위가 소수위가 되었으면 상기 급수 밸브를 닫아 급수를 중지한다.

이후 인버터(107)에 펄스폭 변조신호(PWM신호)를 출력하여 모터(108)를 이루는 고정자(102)에 구동 전류를 인가토록 한다. 상기 고정자(102)의 동작으로 발생된 힘에 의해 모터의 회전자(103)가 회전을 함으로써 펄세이터 일체형인 내조(101)가 회전을 하게 된다.

그런 후 설정 시간이 경과하면 상기 고정자(102)에 공급되는 전원을 차단하여 모터(108)의 구동을 중지시키고, 이때 모터(108)로부터 발생되는 역기 전력을 펄스로 변환하여 그 펄스의 개수를 카운트함으로써 포량을 판단하게 된다(S101).

상기 과정에 의해 포량이 결정되면, 그 포량에 맞는 수위를 판정하게 되고(S102), 그 판정된 수위까지 급수가 되도록 다시 급수 밸브를 열어 급수를 한다(S103).

급수가 시작되면 수위 감지부(105)는 전술한 바와 같이 수위를 검출하여 마이콤(106)에 전달하고 마이콤(106)은 그 검출되는 수위가 상기 판정한 수위가 되면 급수 밸브를 닫아 급수를 중지하고, 세탁 행정 모드로 진입을 하여 세탁 행정을 진행시킨다(S104).

세탁 행정이 종료되면 상기 배수 밸브(110)를 열어 세탁으로 더러워진 세탁수를 배수 하게되며, 더러워진 세탁수의 배수가 완료되면 상기 배수 밸브(110)를 닫고 다시 급수하게 된다(S105). 급수가 완료되면 다음 행정인 헹굼 행정으로 진입을 한다(S106).

상기 헹굼 행정으로 진입한 후에는 설정된 시간 동안 헹굼 행정을 진행시키고, 그 설정 시간이 경과하면 상기 배수 밸브(110)를 열어 배수한다(S107). 배수가 종료되면 간헐탈수 모드로 진입을 한다(S108).

상기 간헐탈수 진입시에는 도 5에 도시한 바와 같이, 설정 시간(T1 ; 약 1분 정도)동안 모터(108)를 온/오프에 의한 방식으로 제어를 하여 간헐탈수를 진행시킨다(S109)(S110).

여기서, 설정 시간(T1) 동안에는 모터의 속도가 약 200rpm 이하인 저속으로 유지된다. 저속에서 상기 모터를 온/오프 방식으로 제어 하면 포의 물을 효과적으로 제거 가능하며, 또한 저속에서의 온/오프 제어 방식을 이용하므로소음을 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 설정 시간(T1)이 경과하면 도 5에 도시된 바와 같이 남아있는 간헐탈수 동안(T1-T3) 상기 모터를 계단식 정속 방식으로 제어하여 간헐탈수를 진행시키게 된다(S111).

이때 모터의 속도는 중속 이상이지만 계단식 정속 제어 방식이므로 포의 물을 효과적으로 제거할 수 없게 된다. 그러나 이미 저속에서 온/오프 제어 방식으로 포의 물을 효과적으로 제거한 상태이므로 이 경우에는 소음을 감소시키는데 초점을 맞추어 간헐탈수를 진행시킨다.

상기 간헐탈수가 종료되면(S112) 마지막 행정인 탈수 행정을 설정된 시간 동안 진행시킨 후(S113), 상기 설정된 탈수 시간이 경과하면 세탁기의 동작을 정지시키고, 디스플레이부(109)를 통해 세탁이 종료되었음을 디스플레이 해주게 된는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 간헐탈수시 저속에서는 온/오프 방식으로 모터를 제어하고, 중속에서는 계단식 정속 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시키므로써 간헐탈수시 발생하는 소음을 저감하면서 최적의 탈수가 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 세탁 시작 키이가 눌러지면 소수위까지 급수후 포량을 감지하고 그 감지한 포량에 따른 수위를 판정한 후 급수를 행하고 설정 수위에 도달하면 세탁 행정을 진행하고, 세탁행정 완료 후 헹굼행정으로 진입하고 헹굼행정이 종료되면 배수를 하고 간헐탈수 모드로 진입하는 세탁기에 있어서; 상기 간헐탈수 진입시 설정기간 동안 온/오프 제어 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시키는 제1간헐탈수 제어과정과; 상기 설정기간이 경과하면 계단식 정속 제어 방식으로 모터를 제어하여 간헐탈수를 진행시키는 제2간헐탈수 제어과정과; 상기 제2간헐탈수 제어과정이 종료되면 설정된 시간동안 탈수행정을 진행시킴을 특징으로 한 세탁기의 간헐탈수 제어방법.

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