KR100739616B1 - 드럼세탁기의 탈수 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼세탁기에 있어서 탈수시 회전속도 상승에 따른 드럼내의 상태를 고려하여 회전속도 상승 도중에 정해진 속도에서 각각 세탁물의 편심량을 검출하고, 이에 따라 탈수 과정을 제어하여 탈수시의 전과정에 걸쳐 세탁물의 편심량을 일정값 이하가 되도록 하므로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 탈수진입에 따라 드럼의 회전수를 상승시키는 제1단계와; 드럼의 회전수 상승중 세탁물이 드럼내벽에 붙어 떨어지지 않는 최소회전수인 제1회전수에서 1차적으로 편심량을 검출하는 제2단계와; 상기 제2단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁기 시스템에 공진이 발생하는 회전수 영역 이하의 회전수이면서 드럼 내의 세탁물이 들뜨지 않고 드럼 내벽에 완전히 밀착되는 제2회전수까지 상승시키는 제3단계와; 상기 제2회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 2차적으로 편심량을 검출하는 제4단계와; 상기 제4단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁물의 함수(含水) 특성에 따른 함수량 차이로 인하여 편심이 발생하지 않는 수준으로 세탁물의 수분이 제거되는 제3회전수까지 다시 상승시키는 제5단계와; 상기 제3회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 최종적으로 편심량을 검출하는 제6단계와; 상기 제6단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 드럼의 회전속도를 최대 탈수 속도까지 상승시키는 제7단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법이 제공된다.

드럼세탁기, 탈수속도, 리드앵글, 제어

Description

드럼세탁기의 탈수 제어방법{method for controlling dehydration in drum-type washing machine}

도 1은 종래의 직결식 드럼세탁기 구조를 나타낸 종단면도

도 2는 탈수시 드럼 상태를 나타낸 개략도

도 3은 종래의 탈수 제어 방법을 나타낸 흐름도

도 4는 도 3의 방법에 따른 탈수알고리즘의 일예를 나타낸 그래프

도 5는 본 발명에 따른 탈수 제어 방법을 나타낸 흐름도

도 6은 도 5의 방법에 따른 탈수알고리즘의 일예를 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:도어 2:가스켓

3:터브 4:행잉 스프링

5:캐비닛 6:모터

7:스테이터 8:로터

9:드럼 10:프릭션 댐퍼

11:모터센서 12:베어링

13:드럼축

본 발명은 드럼세탁기의 탈수 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈수시 회전속도 상승에 따른 드럼내의 상태를 고려하여 회전속도 상승 도중에 여러번 세탁물의 편심량을 검출하고, 이에 따라 탈수 과정을 제어하여 탈수시의 전과정에 걸쳐 세탁물의 편심량을 일정값 이하가 되도록 하므로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 드럼 세탁 방식은 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

도 1을 참조하여 기존의 직결식 드럼세탁기의 구성에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 기존의 직결식 드럼세탁기중 일 예를 나타낸 종단면도로서, 캐비닛(5) 내측에 설치되는 터브(3)가 설치되고, 상기 터브(3) 내측에는 드럼(9)이 설치된다.

그리고, 상기 드럼(9)에는 모터(6)의 구동력을 드럼(9)에 전달하는 드럼축(13)이 설치된다.

한편, 상기 드럼축(13)의 전후방에는 베어링(12)이 각각 설치되고, 상기 터브(3)의 후벽부 중앙에는 상기 베어링(12)을 지지하는 베어링 하우징이 설치된다.

또한, 상기 터브(3) 후벽부에는 직결식 모터(6)를 구성하는 스테이터(7)가 체결되고, 상기 드럼축(13) 상에는 상기 스테이터(7)와 더불어 직결식 모터(6)를 구성하는 로터(8)가 결합된다.

이에 따라, 상기 드럼(9)은 로터(8)에 직결되어 회전하게 된다.

한편, 상기 캐비닛(5) 전방에는 도어(1)가 설치되고, 도어(1)와 터브(3)(Tub) 사이에는 가스켓(2)이 설치된다.

그리고, 상기 캐비닛(5) 상부면 내측과 터브(3) 외주면 상부측 사이에는 터브(3)를 지지하는 행잉 스프링(4)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(5) 하부면 내측과 터브(3) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(3)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(10)가 설치된다.

또한, 모터(6) 일측에는 로터(8)의 회전수를 검출할 수 있는 모터센서(11)가 부착되어 있다.

한편, 이와 같이 구성된 기존의 직결식 드럼세탁기에 있어서의 탈수과정을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탈수 진입에 따라 로터(8)가 회전하기 시작하면, 모터센서(11)에서는 로터(8)의 회전수를 지속적으로 검출하여 컨트롤러(도시는 생략함)에 보내게 되고, 상기 컨트롤러에서는 로터(8)의 회전수가 원하는 회전수에 도달했는지 비교하게 된다.

이 때, 로터(8)의 회전수가 세탁물이 드럼(9) 내벽에 붙어 떨어지지 않을 정도의 소정 회전수(예:약100rpm)에 도달하면 세탁물의 편심량을 검출하게 된다.

편심량 검출 원리 및 과정은 다음과 같다.

세탁회전수(예: 약 45∼50rpm)에서 세탁을 하다가 탈수를 위해 회전수를 상승시켜 드럼(9)의 회전수를 약 100rpm으로 높이면 세탁물이 원심력에 의해 도 2에서와 같이 드럼(9) 내측벽에 달라붙게 된다.

이 상태에서, 모터(6)에 부착된 모터센서(11)는 로터(8)의 속도를 검출하게 되는데, 세탁물이 드럼(9) 내벽에 골고루 퍼져 있을 경우에는 드럼(9)을 회전시킬 때 모터(6)에 일정한 힘이 걸리게 되지만, 세탁물이 드럼(9)내에 골고루 퍼져 있지 않고 한쪽으로 쏠리거나 뭉쳐있으면 쏠리거나 뭉쳐진 부분을 드럼리프트로 들어올리는 상태에서는 부하가 많이 걸리게 되고, 반대로 쏠리거나 뭉쳐진 부분이 내려오는 상태에서 힘이 작게 걸리게 된다.

따라서, 세탁물이 편심되어 있을 때는 모터에 부하가 일정하게 걸리지 ??기 때문에 드럼(9)의 회전이 일정하지 않고 출렁거리게 되며, 이에 따라 모터의 회전을 제어하는 컨트롤러에서는 모터의 회전속도의 변화가 소정범위 이내이면 편심량이 허용범위에 속한다고 판단하고 회전속도의 변화가 소정범위 이상이면 편심량이 허용범위보다 크다고 판단하게 된다.

한편, 종래에는 상기 소정 회전수(예:약100rpm)에서 검출된 세탁물의 편심량이 허용 범위를 만족하는 것으로 판정되면, 단계적으로 rpm을 높여 곧바로 설정된 탈수rpm에서 탈수를 진행하게 된다.

이와는 달리, 소정 회전수에서 검출된 세탁물의 편심량이 허용 범위를 넘어선 것으로 판정되면 드럼(9)을 정지시켜, 2∼3회 세탁을 하면서 세탁물을 고루 펼 쳐지도록 한 뒤, 다시 소정 회전수(예:약100rpm)로 높여 편심량을 검출하게 된다.

이와 같은 작용에 의해 세탁물의 편심량이 허용범위에 드는 것으로 판정되면 로터(8)의 회전수를 단계적으로 상승시켜 최대 탈수속도(예:약1400rpm)까지 끌어올린 상태에서 본격적으로 탈수를 진행하게 된다.

즉, 탈수 진행 초기에 편심량이 지나치게 큰 상태에서 드럼(9)을 회전시키게 되는 경우에는, 드럼축(13)을 지지하고 있는 베어링(12)이 파손되거나 터브(3)가 파손되는등 시스템의 전반적인 강성에 악영향이 미치게 되므로 편심량을 일정 크기 이하로 제어한 다음 본격적인 탈수에 진입하도록 되어 있다.

그러나, 기존의 직결식 드럼세탁기에 있어서의 탈수 제어 방법에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 초기 편심 감지시에는 편심량이 허용범위에 속하는 것으로 검출되어 고속 탈수로 진입하였으나 탈수 도중 편심량이 변하거나 또는 초기에 감지된 편심량 값이 부정확하여 실제로는 허용 범위 보다 큰 편심량이 발생할 경우, 이에 대한 해결책이 없었다.

이렇게 되면, 모터(6)에 부하가 많이 걸리는 등 시스템 전체에 무리한 힘이 걸리게 된다.

예를 들어, 종래에는 100RPM에서 편심 감지량이 허용범위에 들면 곧바로 설정된 탈수속도까지 단계적으로 진입하게 되나, 도 2에서와 같이 100rpm에서는 드럼(9) 내측벽면에 완전히 밀착되지 않고 허공에 떠있던 세탁물이 드럼(9)의 속도가 증가하면서 드럼(9) 내측에 달라붙어 편심량을 증가시키게 되므로써, 약 300∼400rpm 사이의 시스템 공진영역을 통과할 때 과도한 진동이 발생하게 된다.

또한, 속도가 점점 증가하면서 세탁물 속에 흡수되어 있던 물이 원심력에 의해 드럼(9) 외부로 빠져나가게 되는데, 세탁물의 종류에 따라 물을 많이 흡수하는 세탁물과 물을 적게 흡수하는 세탁물의 무게가 탈수속도 상승에 따라 점점 달라지게 되는 것도 편심량을 변화시켜 소음 및 진동을 발생시키는 한 요인으로 작용하게 된다.

즉, 함수(含水) 특성의 차이에 따라 물을 많이 흡수하는 세탁물과 물을 적게 흡수하는 세탁물이 있는데, 이로 인해 탈수가 진행되면서 드럼(9) 내의 조건이 변화하여 편심량 또한 변화하게 되는 것이다.

요컨대, 종래에는 소정 회전수에서 단 한번만 편심량 검출을 수행하기 때문에, 세탁물의 함수(含水) 특성 및 세탁량의 차이에 기인하여 회전속도가 상승하는 과정에서 드럼(9)내의 조건이 변화하여 편심량이 허용범위를 초과할 수 있다는 점이 고려되지 못하였고, 이로 인해 소음 및 진동이 발생하여 시스템의 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드럼세탁기에 있어서 탈수시 회전속도 상승에 따른 드럼내의 상태를 고려하여 회전속도 상승 도중에 정해진 속도에서 각각 세탁물의 편심량을 검출하고, 이에 따라 탈수 과정을 제어하여 탈수시의 전과정에 걸쳐 세탁물의 편심량을 일정값 이하가 되도록 하므로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 드럼세탁기의 탈수 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탈수진입에 따라 드럼의 회전수를 상승시키는 제1단계와; 드럼의 회전수 상승중 세탁물이 드럼내벽에 붙어 떨어지지 않는 최소회전수인 제1회전수에서 1차적으로 편심량을 검출하는 제2단계와; 상기 제2단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁기 시스템에 공진이 발생하는 회전수 영역 이하의 회전수이면서 드럼 내의 세탁물이 들뜨지 않고 드럼 내벽에 완전히 밀착되는 제2회전수까지 상승시키는 제3단계와; 상기 제2회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 2차적으로 편심량을 검출하는 제4단계와; 상기 제4단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁물의 함수(含水) 특성에 따른 함수량 차이로 인하여 편심이 발생하지 않는 수준으로 세탁물의 수분이 제거되는 제3회전수까지 다시 상승시키는 제5단계와; 상기 제3회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 최종적으로 편심량을 검출하는 제6단계와; 상기 제6단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 드럼의 회전속도를 최대 탈수 속도까지 상승시키는 제7단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 탈수 제어 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5의 방법에 따른 탈수알고리즘의 일예를 나타낸 그래프로서, 본 발명은 탈수진입에 따라 드럼(9)의 회전수를 상승시키는 제1단계와; 드럼(9)의 회전수 상승중 세탁물이 드럼(9)내벽에 붙어 떨어지지 않는 최소회전수인 제1회전수에서 1차적으로 편심량을 검출하는 제2단계와; 상기 제2단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁기 시스템에 공진이 발생하는 회전수 영역 이하의 회전수이면서 드럼(9) 내의 세탁물이 들뜨지 않고 드럼(9) 내벽에 완전히 밀착되는 제2회전수까지 상승시키는 제3단계와; 상기 제2회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 2차적으로 편심량을 검출하는 제4단계와; 상기 제4단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁물의 함수(含水) 특성에 따른 함수량 차이로 인하여 편심이 발생하지 않는 수준으로 세탁물의 수분이 제거되는 제3회전수까지 다시 상승시키는 제5단계와; 상기 제3회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 최종적으로 편심량을 검출하는 제6단계와; 상기 제6단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 드럼(9)의 회전속도를 최대 탈수 속도까지 상승시키는 제7단계를 포함하여서 구성된다.

이 때, 편심량을 검출하는 각 단계에서의 편심량이 허용범위를 벗어날 경우에는 드럼(9)의 회전수를 세탁시의 회전수 이하로 낮춘 다음, 다시 드럼(9)의 회전수를 높이면서 제1단계부터 상기한 단계들을 수행하여 탈수를 진행하게 된다.

그리고, 상기 드럼(9)의 제1회전수는 100∼110rpm 범위 내에서 설정되고, 제2회전수는 250∼300rpm 범위 내에서 설정되며, 제3회전수는 450∼600rpm 범위 내에서 설정됨이 바람직하다.

한편, 최종적으로 편심량을 검출한 후에는, 편심량이 허용범위내에 속할 경우, 2차적으로 검출한 편심량과의 대소를 비교하는 한편 그 차이값을 검출하여 그 차이값에 따라 달리 최대탈수 속도가 결정되도록 함이 바람직하다.

이하, 직결식 드럼세탁기에 있어서의 본 발명에 따른 탈수 제어 과정을 보다 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 탈수진입에 따라 드럼(9)의 회전수가 상승하여 세탁물이 드럼(9)내벽에 골고루 붙어 떨어지지 않는 최소 회전수인 제1회전수(100∼110rpm)에 도달하면 1차적으로 편심량을 검출하게 된다.

이 때, 편심량은 로터(8)의 속도를 검출하는 모터센서(11)를 이용하여 검출되며, 컨트롤러에서는 편심량이 허용범위 내에 속하는지의 여부를 판단하게 된다.

이와 같이 하여, 1차적으로 검출된 편심량이 허용범위에 속할 경우에는, 드럼(9)의 회전수를 더 상승시키게 된다.

이 때, 드럼(9)의 회전수는, 세탁기 시스템에 공진이 발생하는 회전수 영역(300∼400rpm) 이하의 회전수중 드럼(9) 내의 세탁물이 허공에 들뜨지 않고 드럼(9) 내벽에 밀착되는 제2회전수(250∼300rpm)까지 상승시키게 된다.

한편, 상기 제2회전수에 도달하면, 다시 드럼(9)의 회전수를 제2회전수에서 제1회전수로 낮춘 다음, 2차적으로 편심량을 검출하게 된다.

그리고, 2차적으로 검출한 편심량이 허용범위에 속할 경우에는, 세탁물들이 함수특성에 관계없이 대략 균일한 양의 수분을 함유하게 되는 제3회전수(450∼600rpm)까지 상승시키게 된다.

이에 따라, 드럼(9)의 회전수가 제3회전수에 도달하면 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 최종적으로 편심량을 검출하게 된다.

최종적으로 검출한 편심량이 허용범위에 속할 경우에는, 드럼(9)의 회전속도 를 최대 탈수 속도까지 상승시켜 탈수를 진행하게 된다.

이 때, 최종적으로 검출한 편심량이 허용범위 내에 속할 경우에는 2차적으로 검출한 편심량과의 대소를 비교하는 한편, 그 차이값을 검출하여 이에 따라 달리 최대탈수 속도가 결정되도록 한다.

즉, 최종적으로 검출한 편심량이 그전의 단계에서 2차적으로 검출한 편심량보다 크지만 허용범위 내일 경우에는, 두 편심량의 차이값을 검출하여 최대탈수 속도가 두 편심량의 차이가 없을 때에 비해 상대적으로 낮아지도록 하므로써 시스템에 걸리는 부하를 줄여준다.

반면, 최종적으로 검출한 편심량이 그전의 단계에서 2차적으로 검출한 편심량보다 작을 경우에는, 최종적으로 검출한 편심량에 맞추어 최대탈수 속도가 결정되도록 한다.

한편, 상기한 탈수 진행 과정 중, 각 편심량 검출 단계에서 검출한 편심량이 허용범위를 벗어날 경우에는 세탁시의 속도 이하로 떨어뜨린 다음, 처음부터 다시 탈수행정을 실행하게 된다.

따라서, 본 발명은 드럼(9) 내에 들떠있던 세탁물에 의한 편심량 증가와 물의 흡수량이 다른 세탁물에 의해 고속탈수시 편심량이 증가하여 진동이나 소음이 심하게 발생하는 현상을 미연에 방지하여 세탁기 시스템의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 드럼세탁기에 있어서 탈수시 회전속도 상승에 따른 드럼내의 상태를 고려하여 최대 탈수속도로의 상승 도중에 각각 정해진 속도에서 세탁물의 편심량을 검출하고, 이에 따라 탈수 과정을 제어하도록 한 것이다.

이에 따라, 본 발명은 탈수시의 전과정에 걸쳐 세탁물의 편심량을 일정값 이하가 되도록 하므로써, 드럼세탁기의 시스템 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 탈수진입에 따라 드럼의 회전수를 상승시키는 제1단계와;

   드럼의 회전수 상승중 세탁물이 드럼내벽에 붙어 떨어지지 않는 최소회전수인 제1회전수에서 1차적으로 편심량을 검출하는 제2단계와;

   상기 제2단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁기 시스템에 공진이 발생하는 회전수 영역 이하의 회전수이면서 드럼 내의 세탁물이 들뜨지 않고 드럼 내벽에 완전히 밀착되는 제2회전수까지 상승시키는 제3단계와;

   상기 제2회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 2차적으로 편심량을 검출하는 제4단계와;

   상기 제4단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 세탁물의 함수(含水) 특성에 따른 함수량 차이로 인하여 편심이 발생하지 않는 수준으로 수분이 제거되는 제3회전수까지 다시 상승시키는 제5단계와;

   상기 제3회전수에서 다시 제1회전수로 속도를 낮추어 최종적으로 편심량을 검출하는 제6단계와;

   상기 제6단계에서의 편심량이 허용범위에 속할 경우, 드럼의 회전속도를 최대 탈수 속도까지 상승시키는 제7단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   편심량을 검출하는 각 단계에서 검출한 편심량이 허용범위를 벗어날 경우, 드럼의 회전수를 세탁시의 회전수 이하로 낮춘 다음, 제1단계부터 다시 탈수를 진행하게 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 드럼의 제1회전수는 100∼110rpm 범위 내에서 설정되고, 제2회전수는 250∼300rpm 범위 내에서 설정되며, 제3회전수는 450∼600rpm 범위 내에서 설정됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   최종적으로 편심량을 검출한 후에는,

   편심량이 허용범위내에 속할 경우, 2차적으로 검출한 편심량과의 대소를 비교하는 한편 그 차이값을 검출하여, 그 결과에 따라 달리 최대탈수 속도가 결정되도록 함을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   최종적으로 검출한 편심량이 그전의 단계에서 2차적으로 검출한 편심량보다 크지만 허용범위 이내일 경우에는, 두 편심량의 차이값을 검출하여 최대탈수 속도가 두 편심량에 차이가 없을 때 설정되는 최대탈수 속도에 비해 상대적으로 낮아지도록 하고,

   최종적으로 검출한 편심량이 그전의 단계에서 2차적으로 검출한 편심량보다 작을 경우에는, 최종적으로 검출한 편심량에 맞추어 최대탈수 속도가 결정되도록 한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 탈수 제어방법.

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