KR100679426B1 - 세탁기의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

세탁기의 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법은 세탁물의 건조 정도를 정확하게 판단할 수 있는 보다 정확한 온도 검출 방법을 제공함으로써 정확한 건조 행정 종료 시점을 결정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 회전조 내부의 세탁물을 건조시키기 위해 회전조 내부 공기를 가열하여 순환시키는 건조 행정을 구비하는 세탁기의 제어 방법은, 건조 행정 시 회전조에서 배출되어 순환되는 가열된 공기를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 가열된 공기 중의 수분을 추출하여 외부로 배출하고; 가열된 공기를 냉각시키는데 사용된 냉각수와 추출된 수분 가운데 적어도 어느 하나의 온도 변화량을 주기적으로 획득하며; 온도 변화량이 미리 설정된 기준 범위를 초과할 때마다 기준 범위 초과 회수의 카운트 값을 하나씩 증가시키고; 카운트 값이 미리 설정된 기준 회수를 초과하면 건조 행정을 종료한다.

Description

세탁기의 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING A WASHING MACHINE}

도 1은 종래의 건조 행정에서의 냉각수의 온도 변화 그래프.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 구성을 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 계통을 나타낸 블록도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 온도 측정 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

120 : 본체

122 : 수조

124 : 회전조

130 : 모터

134 : 도어

136 : 세제 공급 장치

138 : 배수장치

144 : 제 1 급수 밸브

150 : 제 2 급수 밸브

160 : 스팀 발생 장치

162 : 가열 탱크

212 : 히터

204 : 수위 센서

206 : 온도 센서

104 : 스팀 공급 밸브

184 : 세탁수 공급 밸브

본 발명은 세탁기의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 세탁물을 가열하여 건조시키는 건조 기능을 구비하는 세탁기의 건조 행정을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

세탁기, 특히 드럼 세탁기는 원통형의 회전조가 회전할 때 그 내부의 세탁물과 세탁수가 회전하는 회전조 내면을 따라 상승하였다가 낙하하도록 하고, 낙하시의 충격에 의해 세탁물의 세탁이 이루어지는 장치이다. 이와 같은 드럼 세탁기는 수조와 회전조를 구비하는데, 수조는 세탁수의 담수를 위한 것이며, 회전조는 그 둘레에 탈수를 위한 통공이 형성되어 수조의 내부에 회전 가능하게 설치된다. 이와 같은 드럼 세탁기는 수조의 내부에 세탁수와 세제가 공급된 상태에서 세탁을 수행하면, 수조 내부의 회전조가 비교적 저속으로 회전하면서 세탁 행정을 수행한다.

이와 같은 종래의 드럼 세탁기 가운데 세탁이 완료된 세탁물을 건조시키기 위한 건조 히터가 장착된 모델은 세탁 행정과 헹굼 행정, 탈수 행정 이외에 건조 행정을 추가로 실시한다. 건조 히터를 이용한 세탁물의 건조 행정은 다음과 같이 이루어진다. 건조 히터에 의해 고열로 가열되어 고정조 내부로 들어오는 건조한 공기는 회전조 내부의 세탁물이 함유하고 있는 수분을 흡수한 채로 고정조의 벽면을 타고 다시 송풍팬 측으로 흡입되게 된다. 이때, 고정조 내부를 순환한 뒤 송풍 팬으로 다시 흡입되는 공기에 함유된 습기는 고정조 벽면에 설치된 응축 판에 의해 고정조 벽면에 응축된다. 응축 판은 외부의 급수원과 연결된 콘덴싱 호스를 통해 공급되는 소량의 냉각수를 통해 공기에 함유된 습기를 응축시킨다. 응축 판의 응축 작용에 의해 수분이 제거된 공기는 건조 히터에 의해 다시 가열되어 송풍 팬에 의해 다시 고정조 내부로 공급된다. 응축 판에 의해 응축된 수분은 고정조의 바닥으로 흘러내려 배수 펌프에 의해 외부로 배출된다.

종래의 드럼 세탁기에서 건조 행정의 종료는 송풍팬으로 다시 흡입되는 공기에 함유된 습기를 응축시키는데 사용된 냉각수의 온도에 근거하여 결정된다. 즉, 공기 중의 습기를 응축시키는데 사용된 후 배출되는 냉각수의 온도를 단순히 일정 주기(예를 들면 1분 간격)마다 측정하여 그 변화율을 통해 세탁물의 건조 정도를 판단하여 건조 행정의 종료 시점을 결정한다.

그러나 도 1에 나타낸 건조 행정에서의 냉각수의 온도 변화 그래프를 통해 알 수 있듯이, 드럼의 회전 방향에 따라 온도 분포가 다르게 나타난다. 즉, 히터를 통과한 고온 저습의 공기가 드럼의 회전 방향에 따라 의류와 접촉하는 시간과 접촉 면적이 다르게 되어 의류를 통과한 공기의 온도 및 습도가 다르게되고, 온도 및 습도가 다른 순환 공기가 냉각수와 접촉할 때 냉각수로의 열 전도율이 드럼의 역방향 회전 시와 정방향 회전 시에 서로 다르게 나타나기 때문에 단순히 일정 시간 주기로 냉각수의 온도를 검출하여 세탁물의 건조 정도를 판단하는 것은 정확한 건조 행정 종료 시점을 결정하는 것은 바람직한 건조 행정 제어 방법이라고 할 수 없다.

본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법은 세탁물의 건조 정도를 정확하게 판단할 수 있는 보다 정확한 온도 검출 방법을 제공함으로써 정확한 건조 행정 종료 시점을 결정할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 회전조 내부의 세탁물을 건조시키기 위해 회전조 내부 공기를 가열하여 순환시키는 건조 행정을 구비하는 세탁기의 제어 방법은, 건조 행정 시 회전조에서 배출되어 순환되는 가열된 공기를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 가열된 공기 중의 수분을 추출하여 외부로 배출하고; 가열된 공기를 냉각시키는데 사용된 냉각수와 추출된 수분 가운데 적어도 어느 하나의 온도 변화량을 주기적으로 획득하며; 온도 변화량이 미리 설정된 기준 범위를 초과할 때마다 기준 범위 초과 회수의 카운트 값을 하나씩 증가시키고; 카운트 값이 미리 설정된 기준 회수를 초과하면 건조 행정을 종료한다.

또한, 온도 변화량은, 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 근간으로 하여 산출된다.
또한, 상술한 온도 변화량은, 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 적어도 네 개 구하고; 적어도 네 개의 1차 평균 온도의 평균 값인 2차 평균 온도를 근간으로 하여 산출된다.

또한, 상술한 온도 변화량은, 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 구하고; 적어도 네 개의 1차 평균 온도의 평균 값인 2차 평균 온도를 구하며; 회전조의 1~6 번 째 주기 동안 획득한 2차 평균 온도들의 평균 값인 3차 평균 온도와, 회전조의 7~12 번 째 주기 동안 획득한 2차 평균 온도의 평균 값인 또 다른 3차 평균 온도를 구하고; 두 개의 3차 평균 온도의 차(差) 값을 온도 변화량으로 인정한다.

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이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체(200)의 내부에는 세탁수를 담기 위한 고정조(Tub, 102)가 설치되고, 고정조(202)의 내부에는 모터(210)의 구동력에 의해 회전하여 세탁과 탈수행정을 수행하는 회전조(208)가 설치된다. 회전조(208)에는 많은 수의 작은 구멍들이 천공되어 있어 세탁수가 회전조(208)와 고정조(202) 사이를 유동하도록 하며, 탈수 시에는 세탁물로부터 원심 분리된 세탁수가 회전조(208)와 고정조(202) 사이의 공간으로 유출될 수 있도록 한다.

이와 같은 드럼 세탁기 가운데 세탁이 완료된 세탁물을 건조시키기 위한 건조 히터(214)가 장착된 모델은 세탁 행정과 헹굼 행정, 탈수 행정 이외에 건조 행정을 추가로 실시한다. 건조 히터(214)를 이용한 세탁물의 건조 행정은 다음과 같이 이루어진다. 건조 히터(214)에 의해 고열로 가열되어 고정조(202) 내부로 들어오는 건조한 공기는(화살표 ①) 회전조(208) 내부의 세탁물이 함유하고 있는 수 분을 흡수한 채로 고정조(202)의 벽면을 타고 다시 송풍팬(212) 측으로 흡입되게 된다(화살표 ②). 이때, 고정조(202) 내부를 순환한 뒤 송풍 팬(212)으로 다시 흡입되는 공기에 함유된 습기는 고정조(202) 벽면에 설치된 응축 판(204)에 의해 고정조(202) 벽면에 응축된다. 응축 판(204)은 외부의 급수원과 연결된 콘덴싱 호스(206)를 통해 공급되는 소량의 냉수를 통해 공기에 함유된 습기를 응축시킨다. 응축 판(204)의 응축 작용에 의해 수분이 제거된 공기는 건조 히터(214)에 의해 다시 가열되어 송풍 팬(212)에 의해 다시 고정조(202) 내부로 공급된다(화살표 ①). 응축 판(204)에 의해 응축된 수분은 고정조(202)의 바닥으로 흘러내리며, 흘러내린 수분은 배수펌프(216)에 의해 외부로 배출된다.

도 3은 도 2에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 세탁 행정과 헹굼 행정, 탈수 행정, 건조 행정과 같은 세탁기의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(302)의 입력 측에는 온도 센서(304)와 입력부(306)가 연결된다. 온도 센서(304)는 건조 행정 시 공기 중의 수분을 응축시키기 위한 냉각수와 냉각에 따라 발생하는 응축수 가운데 적어도 어느 하나의 온도를 검출하여 그 값을 제어부(302)에 제공한다. 만약 냉각수와 그에 따른 응축수가 하나의 배수 경로를 통해 배수되는 경우에는 냉각수와 응축수가 혼합된 것의 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 제어부(302)에는 건조 행정의 종료 시점을 결정하기 위한 기준 데이터가 마련되는데, 온도 센서(304)를 통해 검출한 냉각수의 온도와 기준 데이터를 비교 분석하여 건조 행정의 종료 시점을 결정한다. 입력부(306)는 사용자가 희망하는 세탁 조건을 설정하거나, 사용자가 필요로 하는 행정만을 선택적으로 명령할 수 있도록 한다. 입력부(306)를 통해 설정된 세탁 조건과 명령은 제어부(202)에 전달된다.

제어부(302)의 출력 측에는 구동부(310)가 마련되는데, 이 구동부(310)는 모터(312)와 배수펌프(216), 건조 히터(214) 등을 구동한다. 모터(212)는 세탁 행정이나 헹굼 행정 시에 일정 주기로 회전조(208)를 정회전 및 역회전시키고 탈수 행정 시에는 회전조(208)를 고속으로 정회전 시킨다. 배수펌프(216)는 고정조의 바닥 면에 고인 물을 배출하기 위한 것이다. 건조 히터(214)는 세탁물이 건조될 수 있도록 고정조 내부로 유입되는 공기를 가열한다.

본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 제어 장치 및 방법에서는, 세탁물의 건조가 부족하거나 과도하게 이루어지지 않도록 건조 행정의 정확한 종료 시점을 결정하기 위해 다음과 같은 신뢰할 수 있는 냉각수의 온도 측정 방법을 이용한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 온도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 4a에 나타낸 바와 같이, 회전조(208)의 회전 방향을 정방향 회전(CW)과 역방향 회전(CCW)으로 구분하고, 각각의 정방향 회전(CW) 및 역방향 회전(CCW) 구간마다 5회에 걸쳐 냉각수의 온도를 측정하여 그 평균 값을 구한다.

예를 들면, 회전조(208)의 처음 2회전(2주기) 동안, 첫 번째 정방향 회전 구간에서 AT1~AT5의 5회에 걸쳐 냉각수의 온도를 측정하여 그 평균 값을 그 구간에서의 냉각수의 1차 평균 온도(AT)로 인정한다. 즉, 첫 번째 정방향 회전 구간에서 의 냉각수의 1차 평균 온도 AT는 다음의 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.

(1)

마찬가지로, 첫 번째 역방향 회전 구간에서의 냉각수의 1차 평균 온도 BT와, 두 번째 정방향 회전 구간에서의 냉각수의 1차 평균 온도 CT, 두 번째 역방향 회전 구간에서의 냉각수의 1차 평균 온도 DT를 구한다.

다음은, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 회전조(208)의 처음 2회전(2주기) 동안 네 개의 1차 평균 온도(AT~DT)에 대해 다음의 식 (2)로 표현되는 2차 평균 온도(1T)를 구한다.

(2)

즉, 2차 평균 온도(1T)는 네 개의 1차 평균 온도(AT~DT)의 평균 값이다.

같은 방법으로 회전조(208)의 3~4 주기에서의 2차 평균 온도(2T)와 5~6 주기에서의 2차 평균 온도(3T), 7~8 주기에서의 2차 평균 온도(4T)를 구하고, 이 네 개의 2차 평균 온도(1T~4T)에 대해 다음의 식 (3)~(4)으로 표현되는 3차 평균 온도(1CT, 4CT)를 구한다.

(3)

(4)

즉, 1~6 주기 동안의 2차 평균 온도(1T~3T)에 대한 3차 평균 온도(1CT)를 구 하고, 7~12 주기 동안의 2차 평균 온도(4T~6T)에 대한 3차 평균 온도(4CT)를 구한다.

이와 같이 구해진 두 개의 3차 평균 온도(1CT, 4CT)의 차이(ΔT)를 냉각수의 온도 변화량으로서 인정하며, 이 냉각수 온도 변화량(ΔT)은 다음의 식 (5)과 같이 나타낼 수 있다.

(5)

같은 방법으로

,

, 등의 값을 연속하여 구한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면으로서, 앞서 설명한 냉각수 온도 변화량(ΔT)의 절대값 |ΔT|에 근거하여 건조 행정의 종료 시점을 결정하는 방법을 나타낸 것이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 위에서 식 (1)을 통해 설명한 1차 평균 온도(AT, BT, CT, DT)와 식 (2)를 통해 설명한 2차 평균 온도(1T, 2T, 3T, 4T, ...), 식 (3) 및 식 (4)를 통해 설명한 3차 평균 온도(1CT, 4CT)를 차례로 획득하고(502, 504, 506), 이 1차~3차 평균 온도를 이용하여 냉각수 온도 변화량(ΔT=4CT-1CT)을 획득한다(508). 이와 같이 3차에 걸친 냉각수의 평균 온도를 획득하고 이에 근거하여 온도 변화량을 획득함으로써 냉각수의 보다 정확한 온도 변화량을 획득할 수 있다. 특히, 1차~3차에 걸쳐 다단계로 평균 온도를 획득함으로써 회전조(208)의 회전에 따른 세탁물의 위치 이동에 의해 회전조 (208) 내부 공기의 순환 경로가 막히거나 개방되어 발생하는 냉각수 온도 검출의 부정확함이 해소되어 냉각수의 온도 변화를 보다 더 정확하게 검출할 수 있게 된다.

이 냉각수 온도 변화량(ΔT)의 절대값(|ΔT|)과 미리 설정된 냉각수 온도 변화량의 기준 범위를 비교하여(510), 만약 냉각수 온도 변화량(ΔT)의 절대값(|ΔT|)이 미리 설정된 냉각수 온도 변화량의 기준 범위를 초과하면 기준 범위 초과 회수 카운트 값(C)을 1씩 증가시킨다(512). 이와 같은 기준 범위 초과 회수(C)와 미리 설정된 기준 회수를 비교하여(514), 만약 기준 값 초과 회수가 기준 회수를 초과하면 건조 행정을 종료하고, 기준 값 초과 회수가 기준 회수를 초과하지 않으면 건조 행정을 계속 수행하면서 단계(502)로 복귀하여 냉각수의 평균 온도 획득 단계를 반복한다. 즉, 건조 행정을 수행할 때 건조가 진행됨에 따라 세탁물로부터 이탈되는 수분의 양이 감소하게 되고, 이로써 건조 행정의 말기에 가까울수록 냉각수의 온도 변화량(ΔT)이 점차 감소하게 된다. 따라서 건조 행정의 말기에 냉각수 온도 변화량(ΔT)이 미리 정해진 기준 범위를 초과하는 회수가 실험을 통해 미리 획득한 적정 기준 회수를 초과하게 되면 세탁물의 건조가 충분히 이루어진 것으로 인정하여 건조 행정을 종료하는 것이다.

본 발명에 따른 세탁기 및 그 제어 방법은 정확한 건조 행정 종료 시점을 결정할 수 있도록 함으로써, 세탁물의 건조가 충분히 이루어지기 전에 건조 행정이 종료되거나 세탁물의 건조가 과도하게 오랜 시간 동안 진행되어 불필요한 전력 소 비가 발생하지 않도록 하여 세탁물 건조 기능에 대한 사용자의 만족도를 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 회전조 내부의 세탁물을 건조시키기 위해 상기 회전조 내부 공기를 가열하여 순환시키는 건조 행정을 구비하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,

   상기 건조 행정 시 상기 회전조에서 배출되어 순환되는 가열된 공기를 냉각수를 이용하여 냉각시켜 상기 가열된 공기 중의 수분을 추출하여 외부로 배출하고;

   상기 가열된 공기를 냉각시키는데 사용된 냉각수와 상기 추출된 수분 가운데 적어도 어느 하나의 온도 변화량을 주기적으로 획득하며;

   상기 온도 변화량이 미리 설정된 기준 범위를 초과할 때마다 기준 범위 초과 회수의 카운트 값을 하나씩 증가시키고;

   상기 카운트 값이 미리 설정된 기준 회수를 초과하면 상기 건조 행정을 종료하는 세탁기의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 변화량은,

   상기 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 근간으로 하여 산출되는 세탁기의 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 변화량은,

   상기 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 적어도 네 개 구하고;

   적어도 네 개의 상기 1차 평균 온도의 평균 값인 2차 평균 온도를 근간으로 하여 산출되는 세탁기의 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 온도 변화량은,

   상기 회전조의 적어도 2주기 동안의 정방향 회전 구간에서의 평균 온도 및 역방향 회전 구간에서의 평균 온도 모두의 평균 온도인 1차 평균 온도를 구하고;

   적어도 네 개의 상기 1차 평균 온도의 평균 값인 2차 평균 온도를 구하며;

   상기 회전조의 1~6 번째 주기 동안 획득한 상기 2차 평균 온도들의 평균 값인 3차 평균 온도와, 상기 회전조의 7~12 번째 주기 동안 획득한 상기 2차 평균 온도의 평균 값인 또 다른 3차 평균 온도를 구하고;

   상기 두 개의 3차 평균 온도의 차(差) 값을 상기 온도 변화량으로 인정하는 세탁기의 제어 방법.

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