KR100315806B1 - 세탁기의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁모터와 세탁조가 직접 연결된 세탁기에서 세탁행정의 수행시 과부하가 발생된 경우에 세탁패턴을 변경하여 세탁모터의 부하를 줄일 수 있는 세탁기의 구동방법에 관한 것으로서,

세탁행정이 수행되기 전에 세탁모터의 온도를 감지하여 제1 변수에 저장하는 제1 과정; 세탁행정이 수행되는 동안 소정시간 간격으로 세탁모터의 온도를 감지하여 제2 변수에 저장하는 제2 과정; 상기 제1 및 제2 변수에 저장된 온도의 차이가 기준값 이상이 되는지를 판단하는 제3 과정; 상기 제3 과정에서의 판단결과가 기준값 이상인 경우에 세탁모터 온도의 계속적인 상승을 방지할 수 있도록 현재 진행중인 세탁패턴을 일시 정지시킨 상태에서 다른 패턴으로 세탁모터를 구동시키는 제4 과정; 및 상기 제4 과정이 수행된 후 세탁모터의 구동을 세탁패턴으로 복귀하고, 상기 제2 변수에 저장된 온도를 제1 변수에 저장시킨 후 상기 제2 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하는 것을 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기의 구동방법 { Driving method for washing machine }

본 발명은 세탁기의 구동방법에 관한 것으로서 특히, 세탁모터와 세탁조가 직접 연결된 세탁기에서 세탁행정의 수행시 과부하가 발생된 경우에 세탁패턴을 변경하여 세탁모터의 부하를 줄일 수 있는 세탁기의 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 동력전달 방식에 따라 클러치연결 방식과 직접연결 방식으로 구분된다. 이때, 상기 클러치 연결방식은 세탁모터에서 발생된 동력을 클러치를 이용하여 펄세이터(pulsator)로 전달하고, 상기 직접연결 방식은 세탁모터와 세탁조를 직접 연결하여 세탁모터의 동력을 이용하여 세탁조를 직접 회전시킨다.

도 1은 클러치연결 방식이 적용된 전자동 세탁기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 세탁기의 외관을 이루는 케이스를 나타내고, 2는 상기 케이스(1)의 내부에 배치된 내조(inner tub)를 나타내고, 3은 상기 내조(2)를 감싸도록 배치된 외조(out tub)를 나타내고, 4는 상기 외조(3)가 케이스(1)의 내부의 공간에 매달리도록 고정시키는 스너버바를 나타내고, 5는 상기 내조(2) 및 외조(3)의 내부에 장착되어 세탁행정시 물의 흐름을 바꾸어주는 펄세이터를 나타내고, 6은 상기 펄세이터(5)에 회전동력을 제공하는 세탁모터를 나타내고, 7은 상기 세탁모터(6)의 동력을 펄세이터(5)로 전달하는 클러치를 나타내고, 8은 상기 세탁모터(6)와 클러치(7)를 연결하는 벨트를 나타낸다.

또한, 참조번호 9는 세탁행정시 이물질을 걸러내기 위한 보푸라기 수집망을 나타내고, 10은 외조(3) 내부의 수위를 감지하기 위한 수위센서를 나타내고, 11은세탁행정 및 헹굼행정에 필요한 물을 공급하기 위한 급수밸브를 나타낸다.

결국, 상기 클러치연결 방식은 클러치(7)와 세탁모터(6) 간에 벨트(8)로 연결되어 펄세이터(5)를 간접 구동하는 구조로 되어 있다. 이때, 상기 세탁모터(6)는 펄세이터(5) 만을 구동하므로 용량이 적은 교류모터를 사용하는 것이 보편적이다.

그러나, 상기와 같은 클러치연결 방식은 세탁조(3) 내부의 강력한 물살을 만들기 위하여 상기 세탁모터(6)가 고속으로 회전되어야 하기 때문에 포와 펄세이터의 마찰로 인하여 포손상이 클 뿐만 아니라 소음이 높고 세탁 및 헹굼성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

한편, 도 2는 직접연결 방식이 적용된 세탁기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 참조번호 21은 세탁기의 외관을 이루는 케이스를 나타내고, 22는 상기 케이스(21)의 내부에 배치된 내조(inner tub)를 나타내고, 23은 상기 내조(22)를 감싸도록 배치된 외조(out tub)를 나타내고, 24는 상기 내조(22)의 내부 하측에 형성되어 세탁행정시 물의 흐름을 바꾸어주는 펄세이터를 나타내고, 25는 케이스(21)의 내부 하측 중앙에 장착되어 상기 내조(22)에 회전동력을 제공하는 세탁모터를 나타내고, 26은 상기 내조(22)의 회전축과 세탁모터(25)를 감속없이 연결하는 모터축(shaft)을 나타낸다.

상기와 같은 직접연결 방식은 세탁 및 탈수행정시 내조(22)를 직접 회전시키므로 강력한 물살을 발생할 수 있어서 세탁 및 헹굼성능을 높일 수 있다. 그러나, 내조(22)를 회전시키기 때문에 적은 용량의 모터를 적용하기 어렵게 되는 문제점이발생한다.

상기와 같은 이유로 인해 세탁모터의 고효율 및 고성능을 위하여 무정류자 직류모터(BLDC motor : Brush Less Direct Current Motor) 또는 동기저항 모터(SRM : Synchronous Reluctance Motor)를 가지고 인버터 방식으로 구동한다.

한편, 세탁기에서 세탁모터가 차지하는 가격부분이 높기 때문에 용량이 커질수록 세탁기의 가격이 상승한다. 결국, 가격을 낮추기 위해 적은 용량의 모터를 가지고 내조를 회전시키기 위한 연구가 진행되고 있다.

또한, 세탁모터의 용량은 기준포량에 맞도록 설계되어 있기 때문에 포량이 많으면 과부하가 걸려서 정격 이상의 전류가 세탁모터에 유기되어 세탁모터의 온도가 상승하는 문제점이 발생한다. 이때, 무정류자 직류모터의 경우에 많은 열이 코일에 발생하면 심할 경우 자화현상이 발생하여 모터특성을 상실할 수 있다. 이 경우 모터의 수명이 단축되는 문제점이 발생되는 동시에 세탁력/헹굼력/탈수력 등 기본성능의 저하뿐만 아니라 소음발생의 원인이 되는 문제점이 발생한다.

더욱이, 종래 기술의 세탁기에서는 세탁행정의 초기에 포량을 감지하여 그에 따라 수위와 세탁시간 및 세탁패턴 등을 자동으로 설정한 후 그에 따라 구동이 이루어지기 때문에 세탁행정 도중에 세탁모터에 과부하가 발생된 경우에도 다른 능동적인 대처를 할 수 없어서 세탁모터의 수명이 단축되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 세탁모터의 온도에 따라서 세탁행정 및 헹굼행정의 패턴을 변경하여 세탁모터의 과부하를 방지함으로써 적은 용량의 세탁모터를 적용하여 세탁기를 구동시킬 수 있도록 하는 세탁기의 구동방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 세탁기 중에서 클러치연결 방식의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 일반적인 세탁기 중에서 직접연결 방식의 구성을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명이 적용된 세탁기에서 과부하를 방지하기 위한 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 본 발명이 적용된 세탁기에서 온도센서의 위치를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 의한 세탁행정을 나타내는 흐름도,

도 6은 본 발명 및 종래 기술에 의한 세탁행정시 모터의 온도변화를 나타내는 그래프.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

31 : 세탁모터 32 : 속도센서

33 : 온도센서 34 : 마이콤

35 : 구동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 세탁행정이 수행되기 전에 세탁모터의 온도를 감지하여 제1 변수에 저장하는 제1 과정; 세탁행정이 수행되는 동안 소정시간 간격으로 세탁모터의 온도를 감지하여 제2 변수에 저장하는 제2 과정; 상기 제1 및 제2 변수에 저장된 온도의 차이가 기준값 이상이 되는지를 판단하는 제3 과정; 상기 제3 과정에서의 판단결과가 기준값 이상인 경우에 세탁모터 온도의 계속적인 상승을 방지할 수 있도록 현재 진행중인 세탁패턴을 일시 정지시킨 상태에서 다른 패턴으로 세탁모터를 구동시키는 제4 과정; 및 상기 제4 과정이 수행된 후 세탁모터의 구동을 세탁패턴으로 복귀하고, 상기 제2 변수에 저장된 온도를 제1 변수에 저장시킨 후 상기 제2 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하도록 하는 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 세탁기의 구동방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제1 과정 및 제2 과정에서는 세탁모터의 고정자(stator)에 부착된 온도센서의 출력신호를 이용하여 세탁모터의 온도를 감지하는 것이 바람직하다.

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

본 발명이 적용된 세탁기에는 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁모터(31)에 속도센서(hall sensor)(32) 및 온도센서(thermister)(33)가 부착된다. 이때, 상기 속도센서(32)의 출력신호는 회전속도 및 회전방향을 감지하는데 사용되고, 온도센서(33)의 출력신호는 세탁모터(31) 내부의 온도를 감지하는데 사용된다.

상기 속도센서(32) 및 온도센서(33)의 출력신호는 마이콤(34)으로 입력되고, 상기 마이콤(34)에서는 입력된 신호의 결과에 따라 구동부(driver)(35)를 제어함으로써 세탁모터(31)의 동작을 결정한다.

상기에서 온도센서(33)는 도 4에 도시된 바와 같이 고정자에 부착하여 코일에서 발생되는 온도의 상승을 신속하고 정확하게 감지할 수 있도록 하였다.

한편, 도 5는 본 발명이 적용된 세탁기에서의 세탁행정을 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 세탁기의 운전이 개시되면 포의 무게 등을 이용하여 포량감지를 수행한다.(S1 참조) 이때, 상기 감지된 포량에 따라 수위, 세탁시간, 세탁패턴, 탈수시간 및 기타 세탁기의 동작에 필요한 조건들이 설정된다.(S2 참조)

상기의 동작이 이루어진 후 세탁행정으로 진입하게 되는데, 상기 마이콤(34)에서는 온도센서(33)의 출력신호를 이용하여 상기 세탁모터(31)의 초기온도를 감지한다.(S3 참조) 이때, 상기 감지된 세탁모터(31)의 초기온도는 마이콤(34) 내부의 제1 변수에 저장된다.(S4 참조)

그후, 세탁행정이 시작되면(S5 참조), 상기 마이콤(34)은 단계 S2에서 설정된 세탁패턴에 따라 구동부(35)를 제어하여 세탁모터(31)가 회전동력을 발생하도록한다.(S6 참조) 상기의 동작에 의해 세탁행정이 이루어지는 동안 상기 마이콤(34)은 일정시간 간격으로 상기 온도센서(33)의 출력신호를 이용하여 상기 세탁모터(31)의 현재온도를 감지한다.(S7 참조) 이때, 상기 감지된 세탁모터(31)의 현재온도는 마이콤(34) 내부의 제2 변수에 저장된다.(S8 참조)

그후, 상기 마이콤(34)은 제2 변수에 저장된 온도와 제1 변수에 저장된 온도의 차이가 설정값 이상인지를 판단한다.(S9 참조) 이때, 설정값 이하이면 상기 단계 S6으로 진행하여 계속적으로 세탁패턴에 따라 세탁모터(31)가 구동되도록 하고, 설정값 이상이면 현재 진행중인 세탁패턴을 일시 중지하고 포풀림패턴에 따라 세탁모터(31)가 구동되도록 한다.(S10 참조) 상기 포풀림패턴은 현재 진행중인 세탁패턴에 비하여 약한 수류를 발생시키는 패턴으로서 2분 내지 3분 동안 이루어진다.

일정시간 동안 상기 포풀림패턴에 따라 세탁모터(31)가 구동되면, 상기 세탁모터(31)의 온도는 도 6에 도시된 바와 같이 계속적으로 상승하지 않고 일시적으로 하강하는 곡선을 나타낸다.

그후, 상기 마이콤(34)은 제2 변수에 저장된 온도를 제1 변수에 저장시키고(S11 참조), 상기 단계 S7로 진행하여 세탁행정이 완료되기까지 상기의 과정을 반복하도록 한다.

결국, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 세탁모터(31)의 온도가 계속적으로 상승하지 않고, 일정온도 만큼 상승할 때마다 일시적으로 포풀림패턴에 따라 세탁모터(31)를 구동시킴으로써 세탁시간 동안 상승되는 온도를 줄이고 있다. 도 6에서 참조번호 41은 본 발명이 적용된 세탁기에서의 세탁모터 온도변화를 나타내는그래프이고, 42 및 43은 포풀림패턴이 이루어지는 부분을 나타내고, 44는 세탁시간 동안 계속적으로 온도가 상승되는 종래 기술이 적용된 세탁기에서의 세탁모터 온도변화를 나타내는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 종래 기술이 적용된 세탁기에서는 세탁시간이 21분으로 설정된 경우에 세탁모터의 온도가 계속적으로 상승하여 모터온도 허용치를 초과하여 세탁모터의 손상을 일으킬 수 있다. 그러나, 본 발명이 적용된 세탁기에서는 중간에 포풀림패턴으로 인하여 세탁모터의 온도가 계속적으로 상승하는 것을 방지함으로써 세탁시간이 종료될 때까지 모터온도 허용치를 초과하지 않도록 하고 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 세탁기의 구동방법은 세탁기에 채용되는 세탁모터의 용량을 줄일 수 있어서 세탁기의 가격을 낮출 수 있으며, 소음의 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 세탁모터에 과부하가 걸리는 경우에 세탁모터의 구동패턴을 변경하여 능동적으로 제어할 수 있기 때문에 세탁모터의 수명을 연장시킬 수 있으며, 포풀림을 수행하여 세정능력을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 세탁행정이 수행되기 전에 세탁모터의 온도를 감지하여 제1 변수에 저장하는 제1 과정;

   세탁행정이 수행되는 동안 소정시간 간격으로 세탁모터의 온도를 감지하여 제2 변수에 저장하는 제2 과정;

   상기 제1 및 제2 변수에 저장된 온도의 차이가 기준값 이상이 되는지를 판단하는 제3 과정;

   상기 제3 과정에서의 판단결과가 기준값 이상인 경우에 세탁모터 온도의 계속적인 상승을 방지할 수 있도록 현재 진행중인 세탁패턴을 일시 정지시킨 상태에서 다른 패턴으로 세탁모터를 구동시키는 제4 과정;

   상기 제4 과정이 수행된 후 세탁모터의 구동을 세탁패턴으로 복귀하고, 상기 제2 변수에 저장된 온도를 제1 변수에 저장시킨 후 상기 제2 과정으로 진행하여 상기의 과정을 반복하는 것을 제5 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 세탁기의 구동방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 과정 및 제2 과정에서는 세탁모터의 고정자(stator)에 부착된 온도센서의 출력신호를 이용하여 세탁모터의 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동방법.