KR100697062B1 - 세탁기의 포량감지방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄세이터와 연결된 모터가 교반되면서 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지방법에 관한 것으로서, 특히 모터의 회전방향이 전환될 때마다 모터의 전원 오프시 상기 모터에서 발생되는 펄스의 수를 합산하여 포량을 감지하는 동시에 감지된 포량에 따라 모터의 제동여부가 판단되고, 이에 따라 모터가 작동되도록 함으로 정확하게 포량을 감지할 수 있을 뿐 아니라 포량 감지시간을 단축시킬 수 있다.
세탁기, 내조, 외조, 펄세이터, 모터, 포량감지, 제동, 여력, 펄스
Description
도 1은 일반적인 세탁기가 도시된 측단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 세탁기의 포량감지시 모터의 입력전원이 도시된 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 포량감지방법이 도시된 순서도,
도 4는 본 발명에서 따른 세탁기의 포량감지시 모터의 입력전원이 도시된 그래프,
도 5는 본 발명에서 모터의 여력에 의해 발생되는 펄스에 따른 포량이 도시된 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
2 : 캐비닛 4 : 외조
6 : 내조 6a : 탈수축
8 : 펄세이터 8a : 세탁축
10 : 모터
본 발명은 펄세이터와 연결된 모터가 교반되면서 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지방법에 관한 것으로서, 특히 모터의 회전방향이 전환될 때마다 포량에 따라 모터의 제동여부가 판단되고, 이에 따라 모터의 작동을 조절함으로 포량을 감지하는 세탁기의 포량감지방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 전기를 이용하여 기계적인 작용을 제공하여 의류에 묻은 때 등을 제거하는 기계로서, 의류에 묻은 때는 세탁액 속에 넣으면 세제의 화학작용에 의해 섬유에서 떨어지게 되나 세제만의 작용으로는 오랜 시간이 걸리기 때문에 수류를 강제 발생시켜 마찰이나 진동 등의 기계적인 작용을 가하면 때를 손쉽게 빨리 뺄 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 세탁기가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 세탁기의 포량감지시 모터의 입력전원이 도시된 그래프이다.
일반적으로 세탁기는 도 1에 도시된 바와 같이 외관을 형성하는 캐비닛(2) 내측에 매달리도록 설치된 외조(4)와, 상기 외조(4) 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁물의 세정이 이루어지는 내조(6)와, 상기 내조(6) 내측 바닥면에 회전 가능하게 설치되어 세탁수에 회전수류를 형성시키는 펄세이터(8)와, 상기 외조(4) 하부 에 상기 내조(6) 및 펄세이터(8)와 연결되도록 설치되어 상기 내조(6) 또는 펄세이터(8)를 회전시키는 모터(10) 및 클러치(미도시)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 내조(6)는 하단에 중공의 탈수축(6a)이 연결되고, 상기 펄세이터(8)는 하단에 상기 탈수축(6a) 내부에 회전 가능하게 설치되는 세탁축(8a)이 연결되며, 상기 탈수축(6a)과 세탁축(8a)은 상기 클러치의 작동에 따라 서로 물림 또는 해제된다.
물론, 상기 모터(10)의 동력은 세탁모드에서 상기 클러치를 통과하면서 감속되어 상기 세탁축(8a)으로 전달되어 상기 펄세이터(8)를 회전시키는 반면, 탈수모드에서 상기 클러치의 작동에 따라 상기 세탁축(8a)과 탈수축(6a)이 물림되어 상기 펄세이터(8)와 내조(6)가 동시에 회전될 수 있도록 한다.
보통, 세탁모드는 포량 감지 또는 일반 세탁 및 헹굼 행정시에 적용되고, 탈수모드는 원심투과세탁 또는 탈수 행정시에 적용되되, 이러한 모드 전환은 상기 클러치에 의해 이루어진다.
특히, 상기 모터(10)는 자체 내에서 모터의 작동상태를 감지할 수 있을 뿐 아니라 전기적인 제동이 가능한 BLDC 모터가 많이 사용되고 있으나, 이러한 BLDC 모터는 가격이 비싸기 때문에 최근에는 인덕션 모터를 사용하고 있다.
그런데, 상기 인덕션 모터는 자체 내에서 모터의 작동상태를 감지하지 못할 뿐 아니라 전기적인 제동이 불가능하기 때문에 상기 인덕션 모터의 전원이 오프될 경우 상기 인덕션 모터의 여력에 의해 상기 인덕션 모터가 일정시간 작동된다.
상기와 같이 인덕션 모터가 적용된 세탁기의 포량감지방법을 살펴보면, 종래의 세탁기에 BLDC 모터가 적용됨에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 전기적인 제어에 의해 제1구간에서는 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 상기 모터(10)의 전원이 반복적으로 온/오프된 다음, 제2구간에서는 상기 모터(10)가 반대방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 상기 모터(10)의 전원이 반복적으로 온/오프된다.
물론, 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 하기 위하여 상기 모터(10)에 입력되는 전원은 (+) 극성을 띄는 반면, 상기 모터(10)가 반대방향으로 회전되도록 하기 위하여 상기 모터(10)에 입력되는 전원은 (-) 극성을 띄게 된다.
여기서, 상기 모터(10)가 오프되는 동안 상기 모터(10)의 여력에 따라 포량이 감지되는데, 상기 모터(10)의 여력에 의해 발생되는 펄스가 설정값 이상인 경우 카운팅된 펄스의 개수가 많을수록 포량이 적고, 상기 펄스의 개수가 적을수록 포량이 많은 것으로 감지된다.
이와 같이, 종래의 세탁기에는 고가인 BLDC 모터가 적용됨에 따라 생산비용이 높아지기 때문에 최근에는 인덕션 모터가 많이 적용되고 있는데, 이러한 인덕션 모터는 모터 자체 내에서 전기적인 제어가 불가능하여 모터의 회전 위치가 감지되거나, 전기적으로 제동되는 것이 불가능하다.
따라서, 상기와 같이 인덕션 모터가 적용된 종래의 세탁기는 포량감지시 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 상기 모터(10)의 전원이 반복적으로 온/오프 된 다음, 즉시 상기 모터(10)가 반대방향으로 회전되도록 상기 모터(10)의 전원이 반복적으로 온/오프되기 때문에 그 사이에 상기 모터(10)의 여력이 상기 모터(10)가 반대방향으로 회전 작동되는데 영향을 미치게 되어 정확하게 포량을 감지할 수 없게 되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 모터(10)의 여력에 의한 작동이 완전히 정지된 다음, 상기 모터(10)를 반대방향으로 회전되도록 하면서 포량을 감지할 경우, 포량 감지 시간이 길어지는 문제점이 있다.
물론, 포량 감지 도중 상기 모터(10)의 전원이 오프되더라도 상기 모터(10)의 여력에 의해 상기 펄세이터(8)가 일방향으로 회전되지만, 이때 상기 펄세이터(8) 상측에 놓여진 포량이 적을수록 상기 모터(10)가 완전히 정지되는데 걸리는 시간이 늘어나기 때문에 포량에 따라 포량 감지 시간이 달라지게 되어 상기 모터(10)가 완전히 정지되는데 걸리는 시간을 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인덕션 모터가 적용된 세탁기에서 포량 감지시, 모터가 일방향 및 그 반대방향으로 회전되도록 모터로 공급되는 전원을 온/오프함으로서, 측정되는 펄스의 개수에 따라 정확한 포량 감지가 가능하고, 신속한 모터의 제동이 가능하여 포량 감지시간을 단축시킬 수 있는 세탁기의 포량감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 세탁기의 포량감지방법은 모터가 일방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제1단계와, 상기 제1단계에서 감지된 포량에 따라 제동여부가 판단되는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단결과 상기 모터가 제동되도록 판단된 경우, 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향의 반대방향으로 회전되도록 온/오프되어 상기 모터가 제동되는 제3단계와, 상기 제3단계의 모터 제동 후, 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제4단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 포량감지방법이 도시된 순서도이고, 도 4는 본 발명에서 따른 세탁기의 포량감지시 모터의 입력전원이 도시된 그래프이며, 도 5는 본 발명에서 모터의 여력에 의해 발생되는 펄스에 따른 포량이 도시된 그래프이다.
상기 본 발명에 따른 세탁기의 포량감지방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1단계는 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 반복적으로 상기 모터(10)의 전원이 온/오프되면서 상기 모터(10)의 전원 오프시 펄스의 개수를 합산하고, 그에 따라 포량이 감지된다.(S1,S2,S3 참조)
이때, 미도시된 도면 부호는 도 1을 참조로 한다.
여기서, 상기 클러치는 상기 세탁축(8a)과 탈수축(6a)이 서로 물림이 해제되도록 하고, 상기 모터(10)는 전원이 인가되어 회전됨에 따라 상기 모터(10)의 동력이 상기 세탁축(8a)을 따라 상기 펄세이터(8)로 전달되어 상기 펄세이터(8)만 회전시키되, 상기 펄세이터(8)의 상면에는 세탁물이 올려진 상태이다.
따라서, 상기 모터(10)의 전원 오프시 상기 펄세이터(8)에 올려진 세탁물의 무게에 의해 상기 모터(10)가 서서히 정지되되, 상기 모터(10)의 여력에 의해 상기 모터(10)에서 펄스가 발생되고, 이때 발생되는 펄스의 크기가 설정값 이상인 펄스의 개수(P)를 카운팅하여 합산하여 포량을 감지하게 된다.
이때, 상기 펄스의 개수(P)에 따라 포량이 결정되되, 포량은 미리 입력된 테이블로부터 산출된다.
물론, 상기 펄스의 개수(P)가 적을수록 세탁물의 포량이 많은 반면, 상기 펄스의 개수(P)가 많을수록 세탁물의 포량이 적게 감지된다.
제2단계는 상기 제1단계에서 감지된 펄스의 개수(P)가 설정개수(Po)와 비교되고, 상기 펄스의 개수(P)가 상기 설정개수(Po) 이상인 경우 상기 펄스의 개수(P)에 따라 상기 모터(10)의 제동횟수가 결정된다.(S4,S5 참조)
여기서, 상기 모터(10)의 제동은 상기 모터(10)가 일정주기를 따라 상기 모터(10)의 여력과 반대방향으로 회전되도록 온/오프되는 것으로써, 상기 모터(10)의 제동횟수는 상기 모터(10)의 여력에 의해 발생되는 펄스의 개수(P)가 클수록 크게 설정된다.
이때, 상기 펄스의 개수(P)가 상기 설정개수(Po) 이상인 경우 포량이 적기 때문에 상기 모터(10)의 여력이 비교적 큰 것으로 판단되고, 상기 모터(10)의 제동이 필요한 것으로 판단되는 동시에 상기 제동횟수가 결정된다.
물론, 상기 제동횟수는 상기 펄스의 개수(P)에 비례하도록 설정된다.
한편, 상기 제1단계에서 감지된 펄스의 개수(P)가 설정개수(Po) 미만인 경우 상기 모터(10)가 오프상태로 설정시간(t) 대기하여 상기 모터(10)가 완전히 정지되도록 한다.(S12 참조)
이때, 상기 펄스의 개수(P)가 상기 설정개수(Po) 미만인 경우 포량이 비교적 많기 때문에 상기 모터(10)의 여력이 비교적 작은 것으로 판단되고, 상기 모터(10)의 제동이 필요하지 않은 것으로 판단되어 상기 모터(10)가 설정시간(t) 동안 오프 상태로 대기된다.
제3단계는 상기 제2단계에서 결정된 제동횟수 동안, 상기 모터(10)가 상기 제 1단계의 회전방향의 반대방향으로 회전되도록 온/오프되어 상기 모터(10)가 완전히 정지된다.(S6,S7 참조)
여기서, 상기 모터(10)는 제1단계의 일방향으로 회전되는 상태에서, 상기 모터(10)로 입력되는 전원이 오프되면, 상기 모터(10)의 여력에 의해 상기 제1단계의 회전방향으로 여력회전되고, 상기 제3단계에서 상기 모터(10)가 상기 제1단계의 회전방향의 반대방향으로 회전되도록 상기 모터(10)의 전원이 상기 제동횟수 동안 온/오프됨으로서, 상기 모터(10)가 완전히 정지되게 된다.
이때, 상기 모터(10)가 제1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 하기 위하여, 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 상기 모터(10)에 입력되는 전원과 반대 극성을 가진 전원이 상기 모터(10)에 입력되어, 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되려는 여력이 상기 모터(10)가 반대방향으로 회전되려는 힘에 의해 상쇄되므로, 상기 모터(10)를 제동하게 된다.
물론, 상기 모터(10)가 제동시 상기 모터(10)의 전원 온/오프 주기가 포량 감지시 상기 모터(10)의 전원 온/오프 주기보다 더 짧도록 설정된다.
제4단계는 상기 제3단계에서 정지된 모터(10)가 상기 제1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 반복적으로 상기 모터(10)의 전원이 온/오프되면서 상기 모터(10)의 전원 오프시 펄스의 개수(P)를 합산하고, 그에 따라 포량이 감지된다.(S8,S9,S10 참조)
물론, 제1단계와 마찬가지로 상기 펄세이터(8) 상측에 올려진 세탁물의 무게에 의해 상기 모터(10)가 서서히 정지되는 동안 상기 모터(10)의 여력에 의해 상기 모터(10)에서 펄스가 발생되고, 이때 발생되는 펄스의 크기가 설정값 이상인 펄스의 개수(P)를 카운팅하여 미리 입력된 테이블로부터 포량이 산출된다.
제5단계는 상기 제1단계와 제4단계에서 산출된 세탁물의 포량에 따라 최종 세탁물의 포량이 확정된다.(S11 참조)
이와 같이, 상기 펄세이터(8)를 일방향 또는 반대방향으로 회전되도록 하면서 세탁물의 포량을 감지하는 것은 세탁물이 상기 펄세이터(8)의 일측으로 치우쳐 있는 경우 세탁물의 포량을 보다 정확하게 감지하기 위함이다.
또한, 상기와 같이 모터(10)가 반대방향으로 회전되도록 상기 모터(10)의 전원이 온/오프되면서 포량이 감지된 다음, 상기 모터(10)의 전원 오프시 발생되는 펄스의 개수(P)에 따라 포량을 감지하는 동시에 상기 모터(10)의 여력을 상쇄시키기 위하여 제동여부를 판단하고, 그에 따라 상기 모터(10)의 작동을 조절할 수도 있다.
상기와 같은 세탁기의 포량감지방법을 도 4를 참고로 하여 다시 살펴보면, 제1구간에서 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되도록 상기 모터(10)에 (+) 극성의 전원이 입력되되, 상기 모터(10)의 전원이 일정횟수 동안 온/오프되면서 상기 모터(10)의 전원 오프시 상기 모터(10)의 여력에 의해 발생되는 설정값 이상의 펄스 개수를 카운팅하여 포량을 감지한다.
다음, 제2구간에서 상기 모터(10)의 제동이 요구되는 경우 (a)에 도시된 바와 같이 상기 모터(10)가 제1구간의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 상기 모터(10)에 (-) 극성의 전원이 입력되되, 상기 모터(10)의 전원이 상기 제동횟수 동안 온/오프되면서 상기 모터(10)를 제동시켜 완전히 정지시킨다.
구체적으로, 상기 제2구간에서 상기 모터(10)의 전원이 최초 온/오프되면서 상기 모터(10)가 예비 제동되고, 상기 예비 제동 후 상기 모터(10)의 전원이 온/오프되면서 상기 모터(10)가 본 제동되며, 상기 본 제동 후 상기 모터(10)의 전원이 마지막으로 온/오프되면서 마지막 제동되어 상기 모터(10)가 완전히 정지된다.
이때, 상기 예비 제동시 상기 모터(10)의 여력에 의해 상기 모터(10)가 비교적 정방향으로 빠르게 회전되고 있으므로 충격력 및 소음 발생을 줄이기 위하여 상기 모터(10)의 전원이 온되는 시간이 상기 본 제동시 상기 모터(10)의 전원이 온되는 시간보다 더 짧게 설정된다.
그리고, 상기 마지막 제동시 상기 모터(10)의 여력이 상기 예비 제동 및 본 제동을 거치면서 급격하게 감소됨으로 상기 모터(10)의 전원이 온되는 시간이 상기 예비 제동시 상기 모터(10)의 전원이 온되는 시간보다 더 짧게 설정된다.
물론, 상기 예비 제동, 본 제동, 마지막 제동시 상기 모터(10)의 전원이 온되는 시간을 동일하게 설정할 수도 있다.
상기와 같이, 제2구간에서 상기 예비 제동, 본 제동, 마지막 제동시 상기 모터(10)의 온/오프 주기를 조절함으로 제동 시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라 나아가 포량감지시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 제2구간에서 상기 모터(10)의 제동이 요구되지 않는 경우 (b)에 도시된 바와 같이 상기 모터(10)의 전원이 오프 상태로 설정시간(t) 동안 대기되어 상기 모터(10)가 서서히 정지되도록 한다.
다음, 제3구간에서 상기 모터(10)가 상기 제 1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 상기 모터(10)에 (-) 극성의 전원이 입력되되, 상기 모터(10)의 전원이 일정횟수 동안 온/오프되면서 상기 모터(10)의 전원 오프시 상기 모터(10)의 여력에 의해 발생되는 설정값 이상의 펄스 개수를 카운팅하여 포량을 감지한다.
다음, 제4구간에서 상기 모터(10)의 제동이 요구되는 경우 (a)에 도시된 바와 같이 상기 모터(10)가 일방향으로 회전되는 힘이 발생되도록, 즉 제1구간의 회전방향과 동일방향으로 회전되도록, 상기 모터(10)에 (+) 극성의 전원이 입력되되, 상기 모터(10)의 전원이 제동횟수 동안 온/오프되면서 상기 모터(10)를 제동시켜 완전히 정지시킨다.
물론, 상기 제4구간에서 모터(10)를 제동하기 위한 과정은 상기 제2구간에서 모터(10)를 제동하기 위한 과정과 동일하게 이루어진다.
한편, 제4구간에서 상기 모터(10)의 제동이 요구되지 않는 경우 (b)에 도시 된 바와 같이 상기 모터(10)의 전원이 오프 상태로 설정시간(t) 동안 대기되어 상기 모터(10)가 서서히 정지되도록 한다.
이와 같이, 상기 제1구간과 제3구간에서 카운팅된 펄스의 개수(P)에 따라 정확한 최종 포량이 확정된다.
한편, 상기 제1구간과 제3구간에서 도 5에 도시된 바와 같이 상기 모터(10)의 여력에 의해 발생되는 펄스의 개수(P)가 많을수록 포량이 적게 산출되고, 이에 따라 상기 제2구간과 제4구간에서 포량 즉 펄스의 개수(P)에 따라 상기 모터(10)의 제동여부가 결정되되, 합산된 펄스의 개수(P)가 설정개수 이상인 경우 상기 모터(10)를 제동시켜주도록 설정된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 세탁기의 포량감지방법은 일방향으로 회전되면서 모터가 포량을 감지하는 동시에 포량에 따라 제동여부가 판단되고, 제동되도록 판단된 경우 반대방향으로 제동되어 완전히 정지된 다음, 반대방향으로 회전되면서 포량을 감지하기 때문에 모터의 여력을 신속하게 감쇄시킬 수 있으므로 포량을 정확하게 감지할 수 있을 뿐 아니라 포량 감지시간을 단축시킬 수 있고, 전기적인 제어가 불가능한 인덕션 모터가 적용되더라도 입력전원을 조절함으로 포량을 감지할 수 있으므로 세탁기의 생산비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
Claims (7)
- 모터가 일방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제1단계와,상기 제1단계에서 감지된 포량에 따라 제동여부가 판단되는 제2단계와,상기 제2단계의 판단결과 상기 모터가 제동되도록 판단된 경우, 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향의 반대방향으로 회전되도록 온/오프되어 상기 모터가 제동되는 제3단계와,상기 제3단계의 모터 제동 후, 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1단계와 제4단계는 상기 모터의 오프시 상기 모터에서 발생되는 펄스 중 설정값 이상인 펄스의 개수가 합산되어 포량이 감지되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제2단계는 상기 제1단계에서 감지된 펄스의 개수가 설정개수 이상인 경우 포량이 적은 것으로 판단되어 상기 모터가 제동되도록 판단되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제2단계는 상기 제1단계에서 감지된 펄스의 개수가 설정개수 미만인 경우 포량이 많은 것으로 판단되어 상기 모터가 제동되지 않도록 판단되는 것을 특징을 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 제3단계는 상기 제2단계에서 상기 모터가 제동되도록 판단된 경우, 상기 펄스의 개수에 비례하여 상기 모터의 제동횟수가 결정되는 과정이 포함된 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제2단계에서 상기 모터가 제동되지 않도록 판단된 경우 상기 모터가 설정시간 동안 오프 상태로 대기되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
- 모터가 일방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제1단계와,상기 제1단계에서 감지된 포량에 따라 제동여부가 판단되는 제2단계와,상기 제2단계의 판단결과 상기 모터가 제동되도록 판단된 경우 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향의 반대방향으로 회전되도록 온/오프되어 상기 모터가 제동되는 제3단계와,상기 제3단계의 모터 제동 후, 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 설정횟수 동안 온/오프되어 포량이 감지되는 제4단계와,상기 제4단계에서 감지된 포량에 따라 제동여부가 판단되는 제5단계와,상기 제5단계의 판단결과 상기 모터가 제동되도록 판단된 경우 상기 모터가 상기 제 1단계의 회전방향으로 회전되도록 온/오프되어 상기 모터가 제동되는 제6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 포량감지방법.
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