KR100669009B1 - 세탁기의 거품감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 거품감지방법에 관한 것으로, 세탁 시 모터의 토크변화와 탈수 시 배수시간을 조합하여 거품발생을 정확히 감지하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 세탁기의 거품감지방법에 있어서, 세탁 시 모터의 토크를 검출하여 그 변화량을 산출하고, 상기 산출된 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상인가를 판단하여 거품을 1차 감지하고, 탈수 시 배수시간을 카운터하여 설정된 배수완료시간을 경과하였는가 판단하고, 상기 카운터한 배수시간이 배수완료시간을 경과하면 거품을 2차 감지하는 것이다.

Description

세탁기의 거품감지방법{Method to sense suds of washing machine}

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 거품감지장치의 제어 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 세탁 시 모터의 토크변화에 따른 거품감지방법의 동작 흐름도,

도 4는 본 발명에 의한 탈수 시 배수시간에 따른 거품감지방법의 동작 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 수조 12 : 회전드럼

15 : 모터 19 : 배수장치

19c : 배수펌프 120 : 수위감지부

130 : 제어부

본 발명은 세탁기의 거품감지방법에 관한 것으로, 특히 세탁 시 모터의 토크변화와 탈수 시 배수시간을 조합하여 거품발생을 감지하는 세탁기의 거품감지방법 에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기(통상, 드럼세탁기)는 원통형의 회전드럼이 회전할 때 그 내부의 세탁물을 상측으로 끌어올린 후 낙하시키는 힘에 의해 세탁이 이루어지도록 하는 장치로, 종래 펄세이터 방식의 세탁기에 비해 세탁시간은 길지만 옷감의 손상이 적고 물 소모량이 적어 그 수요가 증가하고 있다.

이러한 세탁기에서 사용자가 세제를 표준량 이상으로 사용하거나 거품이 많이 발생하는 세제를 사용하였을 경우, 배수 후 탈수행정 시 세탁물에 잔존한 세제성분에 의해 많은 거품이 발생하여 세탁기의 전면(예를 들어, 세제투입구 등)으로 누출되거나 또는 많은 거품이 부하로 작용하여 모터의 구동을 저해하므로 정상적인 탈수rpm에 도달하지 못한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 거품의 발생을 감지하여 거품을 제거하는 방식이 대한민국 등록특허공보 10-0282343호에서 제안되었다.

동 공보에서 제안된 세탁기는 모터에 걸리는 부하의 증가여부를 감지하여 거품의 발생을 판단한 후, 많은 양의 거품이 발생한 경우 급수→ 헹굼→ 배수 또는 탈수동작을 반복하는 소정의 거품제거과정을 통해 거품을 제거하였다.

그런데, 이와 같은 종래 세탁기의 거품감지방법은, 세탁포량 또는 전원전압의 변동으로 인한 모터출력변화 등으로 오차가 발생할 확률이 높기 때문에 정확한 거품감지가 이루어지지 못하는 거품감지에러로 세탁성능이 저하되거나 전력이 낭비되는 문제점이 있었다.

이외에도, 세탁 시 모터의 최대 토크를 계속적으로 감지하여 세탁시작 시 토 크보다 일정레벨이상 감소하면 거품발생이라고 판단하는 방식도 제안되었으나, 최대 토크라는 것이 입력전압에 큰 영향을 받기 때문에 입력전압이 불안정하거나 세탁물이 물을 흡수하지 않고 부피만 큰 경우 또는 세탁물이 아주 작지만 거품이 많이 발생하는 경우는 거품을 정확히 감지하지 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세탁 시 모터의 토크변화와 탈수 시 배수시간을 조합하여 거품발생을 정확히 감지하는 세탁기의 거품감지방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 세탁기의 거품감지방법에 있어서, 세탁 시 모터의 토크를 검출하여 그 변화량을 산출하고, 상기 산출된 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상인가를 판단하여 거품을 1차 감지하고, 탈수 시 배수시간을 카운터하여 설정된 배수완료시간을 경과하였는가 판단하고, 상기 카운터한 배수시간이 배수완료시간을 경과하면 거품을 2차 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터의 토크 변화량은 본 세탁 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간에서의 최대 토크값과 세탁교반구간에서의 토크 평균값의 차에 따라 산출하고, 상기 최대 토크값은 모터가 운전하는 구간에서의 평균값 중 가장 큰 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 거품감지는 토크 변화량이 일정값 이상 감소하였는가를 판단하여 상기 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 거품감지는 상기 토크 변화량에 따라 거품이 1차 감지되어야만 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 1에서, 본 발명의 세탁기는 세탁수의 담수를 위한 것으로 본체(10)의 내부에 설치되는 드럼형의 수조(11)와, 상기 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전드럼(12)을 포함한다.

상기 수조(11)는 입구(11b)가 형성된 전면부(11a)가 후면부(11c)보다 높은 위치가 되도록 전체적으로 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사를 이루도록 설치되고, 수조(11)의 내부에 설치되는 회전드럼(12)은 수조(11)와 동일한 형태로 입구(12b)가 형성된 전면부(12a)가 그 후면부(12c)보다 높은 위치가 되도록 경사지게 설치된다.

즉, 회전드럼(12)은 입구(12b)가 형성된 전면부(12a)가 전방 상부를 향하는 형태로 그 회전중심선(“A”)이 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사를 이루도록 설치된다. 이때 회전드럼(12)은 그 후면부(12c) 중심에 결합되는 회전축(13)이 수조(11)의 후면 중심부에 회전 가능하게 지지됨으로써 수조(11)의 내부에서 회전 가능한 상태가 된다.

또, 회전드럼(12)의 둘레에는 다수의 통공(12d)이 형성되고, 회전드럼(12)의 내면에는 회전드럼(12)이 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어지도록 하는 복수의 리프터(14)가 설치된다.

상기 수조(11)의 후면부(11c) 외측에는 세탁, 헹굼 및 탈수동작을 수행하도록 회전드럼(12)과 연결된 회전축(13)을 회전시키는 구동장치로 모터(15)가 설치되고, 상기 수조(11)의 하측 내부에는 수조(11) 내부로 공급된 세탁수를 가열하는 세탁히터(16)가 설치된다.

상기 모터(15)는 수조(11) 후면부(11c)에 고정되는 고정자(15a)와, 이 고정자(15a)의 외곽에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전자(15b), 그리고 회전자(15b)와 회전축(13)을 연결하는 회전판(15c)으로 구성된다.

또, 상기 본체(10) 전면부에는 회전드럼(12)의 내부로 세탁물을 넣거나 내부의 세탁물을 꺼낼 수 있도록 회전드럼(12)의 입구(12b) 및 수조(11)의 입구(11b)와 대응하는 위치에 개방된 입구(17b)가 형성되고, 상기 입구(17b)에는 입구(17b)를 개폐하는 도어(17)가 설치된다.

상기 수조(11)의 상부에는 세제를 공급하기 위한 세제공급장치(18)와, 세탁수를 공급하기 위한 급수장치(20)가 설치되며, 수조(11)의 하부에는 수조(11) 내부의 물을 배수시키기 위한 것으로 배수관(19a), 배수밸브(19b), 배수펌프(19c)를 포함하는 배수장치(19)가 설치된다.

상기 세제공급장치(18)는 내부가 다수의 공간으로 구획되어 있으며, 사용자가 각 공간에 세제 및 유연제를 투입하기 용이하도록 본체(10)의 전면부 쪽에 설치된다.

상기 급수장치(20)는 수조(11) 쪽으로 물을 공급하는 급수관(21) 및 이 급수관(21)의 급수를 제어하도록 급수관(21)에 설치되는 급수밸브(22)를 구비한다. 이 때 급수관(21)은 외부로부터 공급되는 물이 세제공급장치(18) 쪽으로 공급될 수 있도록 세제공급장치(18)와 연결된다. 그리고 세제공급장치(18)와 수조(11)사이에는 세제공급장치(18)를 거친 물이 수조(11)로 공급될 수 있도록 별도의 연결관(23)이 설치되고, 상기 연결관(23)의 출구에는 급수노즐(24)이 설치된다. 이는 수조(11)의 내부로 공급되는 물이 세제공급장치(18)를 경유하도록 함으로서 세제공급장치(18) 내부의 세제가 물에 용해된 상태에서 수조(11)로 공급될 수 있도록 한 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 거품감지장치의 구성도로서, 신호입력부(100), 온도감지부(110), 수위감지부(120), 제어부(130), 구동부(140) 및 전류감지부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 신호입력부(100)는 사용자가 선택하는 세탁코스와 세탁온도, 탈수rpm 헹굼추가 등의 운전정보를 제어부(130)에 입력하고, 온도감지부(110)는 세탁수의 온도를 감지한다.

상기 수위감지부(120)는 세탁수의 수위를 감지하는 것으로, 배수구간에서 배수되는 세탁수 및 거품의 양에 따라 변화하는 수위데이터를 감지하여 제어부(130)에 입력한다.

상기 제어부(130)는 세탁 시 모터(15)의 토크변화를 검출하여 거품발생을 1차적으로 감지하고, 탈수 시 배수시간을 체크하여 거품발생을 2차적으로 감지하는 마이컴으로서, 배수시간을 카운터하는 타이머와, 세탁코스, 세탁기 용량 또는 배수펌프(19c)의 능력에 따라 설정시간 또는 설정수위 등의 데이터를 롬테이블에 미리 저장해둔다.

상기 구동부(140)는 제어부(130)의 구동제어신호에 따라 모터(15), 세탁히터(16), 배수밸브(19b), 배수펌프(19c), 급수밸브(22) 등을 구동시킨다.

상기 전류감지부(150)는 모터(15)의 토크를 검출하기 위해 거품의 양에 따라 변동하는 토크축 전류 즉, 모터(15)의 회전력에 의한 전류를 감지하는 것으로, 모터(15)의 속도-토크 특성곡선과 비교하여 모터(15)의 토크를 검출하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 세탁기의 거품감지방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 세탁 시 모터의 토크변화에 따른 거품감지방법의 동작 흐름도이다.

회전드럼(12)의 내부에 세탁물을 넣고 세제공급장치(18)에 세제를 투입한 상태에서 세탁기를 동작시키면, 세탁행정인가를 판단하여(S100) 세탁행정이면 급수장치(20)의 급수밸브(22)가 열리면서 세제공급장치(18) 쪽으로 급수가 이루어진다. 세제공급장치(18) 내부의 세제는 세제공급장치(18)를 경유하여 수조(11)로 공급되는 세탁수에 의해 용해되어 수조(11)로 공급된다(S110).

급수동작이 완료된 후에는 수조(11)로 공급된 세탁수와 세제가 세탁물과 잘 섞이도록 회전드럼(12)이 모터(15)의 구동에 의해 시계 또는 반시계방향으로 회전하면서 본 세탁 행정 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심운전(약, 3분)을 수행한다.

이때, 본 세탁 행정 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간에서 회전드럼(12)을 회전시키는 동력원인 모터(15)에 인가되는 토크를 검출하여 모터(15)가 운전하는 구간에서만 평균값을 계산한 후, 본 세탁 행정 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간에서의 모터(15) 토크의 평균값 중 최대 토크값(Tmax)을 변수에 저장한다(S120).

이후, 본 세탁 행정 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간이 끝나고 세탁교반구간이 시작되면, 세탁교반구간에서 모터(15)에 인가되는 토크를 검출하여 모터(15)가 운전하는 구간에서만 평균값(Tavg)을 계산한다(S130).

이 계산된 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)과 본 세탁 행정 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간에서 저장해 놓았던 최대 토크값(Tmax)을 비교하여, 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)이 최대 토크값(Tmax) 대비 일정레벨(약, 12%)이상 감소하였는가를 판단한다(S140).

상기 비교결과, 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)이 최대 토크값(Tmax) 대비 일정레벨(약, 12%)이상 감소하였다면, 거품으로 인하여 모터(15) 토크가 작아졌다는 거품발생을 1차적으로 감지하고, 세탁 시의 거품감지플래그(Flag)를 1로 셋팅한다(S150).

그러나, 세탁 시의 모터(15) 토크변화에 따른 거품감지는 입력전압에 큰 영향을 받기 때문에 입력전압이 불안정하거나 전압변동으로 인한 듀티 변화로 토크의 왜곡이 생길 수 있으므로 거품을 정확히 감지하지 못하는 경우가 있다.

이에, 본 발명은 세탁 시의 모터(15) 토크변화에 따른 거품발생을 1차적으로 감지한 후, 탈수 시의 배수시간을 이용하여 거품발생을 정확히 감지하는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 탈수 시 배수시간에 따른 거품감지방법의 동작 흐름도로서, 본 발명의 거품감지방법은 세탁행정 후의 탈수구간, 헹굼행정 후의 탈수구간 또는 탈수행정 어디에서도 수행할 수 있는 탈수동작 시의 거품감지 알고리즘이다.

탈수행정이 시작되면(S200), 초기 탈수 시 세탁물의 무게감지를 위해 모터(15)를 일정RPM으로 상승시킨다(S210).

그러나, 거품이 있을 경우에는 세탁물의 실제 무게에 비해 상당히 많은 무게로 감지되고, 그 결과 각 무게에 맞는 진동데이터 값에 의해 언발란스(unbalance) 상태가 발생하므로, 이 진동데이터의 값 차이에 의해 무게감지별 언발란스 조건에 맞는가를 판단한다(S220).

언발란스 조건에 맞으면, 선택한 행정에 따라 세탁기의 후 행정을 수행하면서 리턴한다(S280).

언발란스 조건에 맞지 않으면, 재시도를 하게 된다(S230).

이와 같이, 무게감지 100RPM이상에서 진행할 때에는 세탁물의 거품이 순간적으로 나오게 되고, 이때의 거품으로 인하여 배수는 일정시간동안 이루어지지 않고 상당시간 소요된다.

따라서, 배수펌프(19c)의 구동에 따른 배수시간(Tc)을 카운터하여 카운터한 배수시간(Tc)이 설정된 배수완료시간(Ts; 세탁기의 코스 중 가장 많은 수량을 기준수량으로 하여 그 수량을 배수하였을 때의 시간, 약 30초) 이내인지를 판단한다(S240~S250).

그러나, 거품이 있을 경우에는 배수완료시간(Ts) 내에 배수가 되지 않으므로 배수시간(Tc)이 배수완료시간(Ts) 이내가 아니면 거품감지라고 판단하고, 이전에 저장해 두었던 세탁 시의 거품감지플래그가 1로 셋팅되었는지를 체크한다(S260).

거품감지플래그가 1로 셋팅되어 있으면, 세탁 시에도 거품이 감지되었고 탈 수 시에도 거품이 감지된 상태이므로, 확실한 거품발생이라고 판단하여 거품제거행정을 수행한다(S270).

거품제거행정은 수조(11)에 물을 재급수한 다음 모터(15) 교반(헹굼)과 배수또는 탈수의 동작을 반복하는 일련의 과정을 수행하는 것으로, 일반적인 방식에 따른다.

이와 같이, 본 발명은 세탁 시의 모터(15) 토크로만 거품을 감지할 경우와 탈수 시 배수시간을 이용하여 거품을 감지할 경우의 서로의 단점을 보완한 것으로, 세탁 시 입력전압에 의한 토크 왜곡과 탈수 시 순간적으로 배수펌프(19c)에 이물이 발생할 경우의 오감지 문제로부터 완벽하게 대처할 수 있는 알고리즘이다.

또한, 세탁시간이 비교적 짧은 세탁코스(예를 들면, 헹굼이나 울 코스, 손빨래 코스 등)에서도 문제없이 거품을 감지할 수 있는 알고리즘이다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 세탁기의 거품감지방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 세탁기의 거품감지방법에 의하면, 세탁 시 모터의 토크변화와 탈수 시 배수시간을 조합하여 거품발생을 정확히 감지함으로써 거품감지의 정확도를 높여 확실한 거품발생 시에만 거품제거행정을 수행하여 거품감지에러로 인한 전력낭비 또는 세탁성능저하 등을 방지할 수 있다는 효 과가 있다.

Claims (5)

1. 세탁기의 거품감지방법에 있어서,

   세탁 시 모터의 토크를 검출하여 그 변화량을 산출하고,

   상기 산출된 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상인가를 판단하여 거품을 1차 감지하고,

   탈수 시 배수시간을 카운터하여 설정된 배수완료시간을 경과하였는가 판단하고,

   상기 카운터한 배수시간이 배수완료시간을 경과하면 거품을 2차 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 모터의 토크 변화량은 본 세탁 전에 세탁물을 적셔주기 위한 적심구간에서의 최대 토크값과 세탁교반구간에서의 토크 평균값의 차에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 최대 토크값은 모터가 운전하는 구간에서의 평균값 중 가장 큰 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 1차 거품감지는 토크 변화량이 일정값 이상 감소하였는가를 판단하여 상기 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 2차 거품감지는 상기 토크 변화량에 따라 거품이 1차 감지되어야만 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.

Images