KR100629526B1

KR100629526B1 - 드럼 세탁기의 포량 감지 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100629526B1
Application number: KR1020030074062A
Authority: KR
Inventors: 김성식; 손권
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2006-09-27
Also published as: EP1526211A1; AU2004220730A1; CN1609329B; KR20050038792A; ATE486987T1; CN1609329A; US7555798B2; AU2004220730B2; EP1526211B1; ES2352004T3; US20050086742A1; DE602004029855D1

Abstract

본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 장치는 세탁물이 투입되는 공간인 드럼과, 상기 드럼을 회전 구동시키는 모터를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 드럼내에 급수전에 모터에 일정한 기울기로 소정시간 동안 전압을 인가하여 가속하고, 그후 모터 3상 권선을 쇼트시켜 상기 가속된 모터를 발전제동으로 감속 정지시키고, 이 때, 모터 가속시의 가속구간 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간 회전량, 및 인가된 모터 DC 전압 등을 측정하고, 이들 함수관계를 이용하여 건포상태에서도 정확한 포량을 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

드럼 세탁기의 포량 감지 장치 및 그 방법{DRUM WASHER FOR SENSING QUANTITY OF WASH AND METHOD THEREOF}

도1은 일반적인 드럼 세탁기의 내부 구성도이다.

도2는 일반적인 드럼 세탁기의 제어 드라이브의 구성 블럭도이다.

도3은 종래 기술에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지를 수행하기 위한 플로우차트이다.

도4는 종래 기술에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 원리를 나타낸 도면이다.

도5는 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 과정을 나타낸 플로우차트이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지를 위한 모터 가속과 발전 제동을 나타낸 그래프이다.

도 7은 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 발전제동 과정을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10: 본체 20: 터브

30: 드럼 40: BLDC 모터(BrushLess Direct Current Motor)

50: 수위센서 60: 센서 호스

70: 시스템 제어부

본 발명은 드럼 세탁기에 관한 것으로, 특히 급수전 건포상태에서 포의 양(세탁물의 양)을 정확히 감지하기 위한 드럼 세탁기의 포량 감지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 드럼 세탁기는 도1에 도시된 바와 같이, 본체(10)내부에 터브(20)가 고정되어 있고, 터브(20)내에는 BLDC 모터(40)의 구동력을 밸트(41)를 통해 전달받아 회전 가능하도록 드럼(30)이 설치되어 있으며, 드럼(30)의 내측 둘레면에는 세탁물을 끌어올리는 역할을 하도록 복수개의 배플(Baffle)(31)이 일정 각도를 유지한 상태로 고정되어 있다.

또한, 터브(20)의 하부에는 센서 호스(60)가 연결되어 있고, 센서 호스(60)의 끝단에는 터브(20)내로 채워지는 물의 양을 센싱하여 이 센싱된 신호를 시스템 제어부(70)에 인가하는 수위센서(50)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 드럼 세탁기의 시스템 제어부(70)를 도2를 참조하여 설명하면, 220V AC 전원을 DC 변환하는 컨버터부(71)와, 구동신호에 의해 컨버터부(71)에서 출력된 DC 전원을 동력원인 BLDC 모터(40)에 인가하는 인버터부(72)와, BLDC 모터(40)의 회전 속도를 감지하는 회전 속도 감지부(73)와, 수위 센서(50)를 통해 세탁기 터브(20)내의 수위를 감지하는 수위 감지부(74)와, 수위 감지부(74) 및 회전 속도 감지부(73) 등의 각종 입력 신호에 따라 제어신호를 발생시키는 제어부(75)와, 제어부(75)에서 출력된 제어신호에 따라 구동신호를 출력하는 게이트 구동부(76)로 구성된다.

이와 같이 구성된 드럼 세탁기의 종래 기술에 따른 포량 감지 방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 세탁행정이 시작되면 사용자가 설정한 수위까지 세탁수를 공급한다(S100).

이어, 제어부(75)는 게이트 구동 제어 신호 및 PWM 제어 신호를 보내어 BLDC 모터(40)를 구동하는데, 포에 세탁수가 골고루 스며들도록 드럼(30)을 좌, 우 일정한 방식으로 교반을 실시한다(S102).

이때, 드럼(30)의 좌, 우 교반에 의해 포가 세탁수를 흡수하면 수위가 설정수위 이하로 떨어진다.(도4 참조).

그리고, 포가 세탁수를 흡수하여 수위가 설정 수위 이하로 떨어져 재급수가 필요한지의 여부를 판단한다(S103).

위의 단계(S103)에서 재급수가 필요하다 판단되면 드럼(30)의 좌, 우 교반을 멈추고 다시 설정 수위까지 급수를 하고(S104), 드럼(30)의 교반을 반복한다.

이와 같은 과정을 미리 정해놓은 소정시간(t1) 동안 반복하여 실시하고, 재급수 횟수를 카운트한다(S105).

미리 정해놓은 소정시간(t1)이 경과하면(S101), 소정시간(t1)동안 카운트된 재급수 횟수에 따라 포량을 판정하는데(S106), 이 재급수 횟수가 적으면 포량이 적고 재급수 횟수가 많으면 포량이 많은 것으로 판정한다.

여기서, 재급수 횟수에 따른 포량의 판정 기준은 미리 실험을 통해 결정되어 제어부(75)에 프로그램되어 있다.

예를 들면, 재급수 횟수가 2 미만이면 포량이 2kg 미만인 것으로 판단하고, 재급수 횟수가 7보다 많으면 포량이 5kg 이상인 것으로 판정할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 포량 감지 방법에서는 드럼 세탁기에서 건포량을 감지하지 않고 물을 받고난 후 재급수량으로 포량을 판정하므로, 세탁시간이 포량에 관계없이 일정하고 사용 수량도 큰 차이가 없었다.

따라서, 소량 세탁시 시간이 많이 걸리므로 에너지 낭비 및 물의 사용수량도 많이 드는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드럼 세탁기에서 모터 가속시의 가속구간의 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간의 회전량 및 모터 인가 DC 전압을 이용하여 급수전의 건포상태에서도 포량을 감지함으로써, 적절한 세탁시간 및 사용수량을 결정할 수 있어 에너지 낭비 및 물 사용량을 줄일 수 있는 드럼 세탁기의 포량 감지 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 장치는 세탁물이 투입되는 공간인 드럼과, 상기 드럼을 회전 구동시키는 모터를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 드럼내에 급수전에 모터에 일정한 기 울기로 소정시간 동안 전압을 인가하여 가속하고, 그후 모터 3상 권선을 쇼트시켜 상기 가속된 모터를 발전제동으로 감속 정지시키고, 이 때, 모터 가속시의 가속구간 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간 회전량, 및 인가된 모터 DC 전압 등을 측정하고, 이들 함수관계를 이용하여 건포상태에서도 정확한 포량을 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 방법은, 모터를 구비한 세탁기에서, (a) 상기 모터에 소정 기울기로 전압을 인가하여 소정시간 가속하는 단계와; (b) 상기 (a) 단계에서의 모터 가속후 발전제동으로 상기 모터를 감속 정지시키는 단계와; (c) 상기 (a) 단계에서 가속구간 회전량 및 인가된 DC 전압과, 상기 (b) 단계에서의 감속시의 회전량을 이용하여 정확한 포량을 감지하는 단계와; (d) 상기 (c) 단계에서 감지된 포량에 따라 세탁시간 및 사용수량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c) 단계에서 정확한 포량 감지를 위한 포량 데이터는 다음과 같은 수식(1)을 갖는 것을 특징으로 한다.

포량 데이터= 면적A*Vref/Vdc+ C*면적B/면적A........(1)

여기서, Vref는 기준치 전압, 면적A는 가속구간 회전량, 면적 B는 감속구간 회전량, Vdc는 모터에 인가된 DC 전압, C는 가중치 상수를 의미한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.

도 5는 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 과정을 나타낸 플로우차트 이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지를 위한 모터 가속과 발전 제동을 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 발전제동 과정을 나타낸 도면이다.

여기서, 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 내부 구성도 및 제어 드라이브의 구성 블럭도는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 동일하다.

다만, 수위 감지부 및 회전 속도 감지부 등의 각종 입력 신호에 따라 제어신호를 발생시키는 제어부는 종래와 달리 물의 재급수량에 따라 포량을 판정하는 것이 아니라, 건포 상태에서 포량을 감지할 수 있게 한다.

즉, 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 제어부는, 세탁기의 드럼내에 급수전에 모터에 일정한 기울기로 소정시간 동안 전압을 인가하여 가속하고, 그후 모터 3상 권선을 단락(short)시키는 상기 가속된 모터를 발전제동으로 감속 정지시킨다.

이 때, 모터 가속시의 가속구간 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간 회전량, 인가된 모터 DC 전압 등을 측정하고, 이들 함수관계를 이용하여 건포상태에서도 정확한 포량을 감지할 수 있다.

또한, 이들 함수 관계는 후술하는 도면들을 참조하여 설명한다.

이하에서, 도 5, 도 6a, 도 6b, 도 7을 참조하여, 전술한 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지과정을 살펴본다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 드럼 세탁기에서 세탁 행정 과정에 진행하기 전에 급수전의 건포상태에서의 포량 감지를 하는 과정이다.

즉, 드럼 세탁기 사용자가 세탁물을 드럼에 투입시, 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 제어부에서는 드럼에의 급수전에 모터구동부를 제어하여 모터에 일정한 기울기로 전압을 인가하여 가속한다(S200).

여기서, 전압을 인가하여 가속을 지속하는 시간은 세탁물 즉 부하가 적은 경우에는 2초~3초 정도가 해당되고, 부하가 많은 경우에는 5초 정도에 해당될 수 있으며, 이러한 가속 구간 영역의 시간은 세탁물의 종류, 양 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다.

이와 같이 소정 시간 가속이 이루어진 후에는(S201), 모터 3상 권선을 쇼트(Short)시키는 발전제동으로 상기 가속된 모터를 감속 정지시킨다(S202).

여기서, 모터 가속시의 가속구간 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간 회전량, 인가된 모터 DC 전압 등을 측정하고(S203), 이들 함수관계를 이용하여 건포상태에서 정확한 포량을 판정한다(S204).

이와 같이 판정된 포량을 바탕으로 세탁 시간 및 급수량을 결정함으로써(S205), 세탁 행정 과정으로 넘어가게 된다.

한편, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 단계(S200 내지 S204)의 과정을 자세히 나타낸다.

여기서, 도 6a는 본 발명에 따른 드럼 세탁기에서 급수전에 모터에 소정시간 동안 일정한 기울기로 DC 전압을 인가하여 가속한 후, 모터에 전압을 인가하지 않는 발전제동으로 감속 정지시키는 것을 보여준다.

이 때, 도 6b에 도시된 바와 같이, 가속구간 회전량은 면적A로, 발전 제동에 따른 감속시의 감속구간 회전량은 면적B로 나타낸다.

이와 같이, 가속구간 회전량(면적A), 감속구간 회전량(면적B), 모터에 인가된 DC 전압(Vdc)등을 이용하여 정확한 포량을 감지하여 포량에 따라 세탁 시간 및 사용수량을 결정한다.

여기서, 포량 데이터는 다음과 같은 함수관계를 갖는 수식으로 구해질 수 있다.

즉, 포량 데이터=f(면적A, 면적B, Vdc)

=면적A*Vref/Vdc+ C*면적B/면적A

각각의 의미에 있어서, 전면적A*Vref/Vdc= 전압 보상의 의미로서 면적A는 포량과 전압에 영향을 받기 때문이다.

또한, C*면적B/면적A= 면적 보상의 의미로서, 면적B는 포량과 면적A에 영향을 받기 때문이다.

또한, 면적 A*Vref/Vdc에 대한 가중치 C(상수)를 고려한다.

여기서, Vref는 기준치 전압으로서, 통상적으로 DC의 경우 220V의 전압값을 갖는다.

또한, 각각 면적A는 가속구간 회전량, 면적 B는 감속구간 회전량, Vdc는 모터에 인가된 DC 전압, C는 가중치를 의미한다.

한편, 도 7은 소정 시간 동안 전압을 인가하여 직류 모터(DC 모터)가속후 발전제동 방법을 나타낸 도면이다.

여기서, 발전 제동 방법은 인버터의 스위치를 모두 온시켜 모터 3상 권선을 단락(short)시키는 방식으로 가속된 모터를 감속 정지시킨다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 포량 감지 장치 및 그 방법은, 드럼 세탁기에서 모터 가속시의 가속구간의 회전량, 발전제동 감속시의 감속구간의 회전량 및 모터 인가 DC 전압을 이용하여 급수전의 건포상태에서도 포량을 감지함으로써, 적절한 세탁시간 및 사용수량을 결정할 수 있다.

또한, 이를 통해 소량 세탁시의 에너지 낭비 및 물 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 편의를 도모할 수 있다.

Claims

삭제
소정 시간 동안 전원을 인가하여 모터를 가속하는 단계;

상기 모터를 가속한 후 발전제동으로 상기 모터를 감속 정지시키는 단계;

수식, D=A*Vref/Vdc+C*B/A

(D: 포량 데이터

A: 가속 구간 회전량

B: 감속 구간 회전량

Vref: 기준 전압

Vdc: 모터에 인가되는 전압

C: 가중치 상수)

에 의하여 산출되는 포량 데이터를 이용하여 포량을 감지하는 단계; 및

감지된 포량에 따라 세탁 시간 및 사용 수량이 결정되는 단계가 포함되는 드럼 세탁기의 포량 감지 방법.
삭제