KR101647375B1 - 세탁장치의 탈수행정 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁장치의 탈수행정 제어방법에 대한 것이다. 본 발명에 따른 제어방법은 편심감지단계를 포함하며 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수행정의 제어방법에 있어서, 상기 편심감지단계에서 편심곡선의 편심_최대값과 편심_최소값을 인식하고, 상기 편심_최대값과 편심_최소값의 평균값을 드럼의 편심량으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁장치의 탈수행정 제어방법{Spinning course control method of laundry machine}

본 발명은 세탁장치의 탈수행정 제어방법에 대한 것이다.

세탁장치는 일반적으로 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정을 포함한다. 여기서, 탈수행정에서 드럼의 회전속도가 가장 빨리 회전하는 단계를 포함하게 된다. 따라서, 탈수행정에서 소음 및 진동이 커지는 바, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 제어방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 편심감지단계를 포함하며 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수행정의 제어방법에 있어서, 상기 편심감지단계에서 편심곡선의 편심_최대값과 편심_최소값을 인식하고, 상기 편심_최대값과 편심_최소값의 평균값을 드럼의 편심량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법에 의해 달성된다.

본 발명의 제어방법에 의하면 볼 밸런서를 구비한 세탁장치에 있어서, 편심량을 정확하게 구하는 것이 가능해진다.

또한, 편심량에 의해 드럼을 감속하거나, 가속하는 판단을 하는 경우에 보다 빠른 시간 내에 상기 판단을 가능하게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 제어방법이 적용될 수 있는 세탁장치의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명하고, 이어서 제어방법에 대해서 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어방법이 적용될 수 있는 세탁장치의 제1 실시예를 도시한다.

도 1을 참조하면, 세탁장치(100)는 외관을 형성하는 캐비넷(10), 캐비넷(10) 내부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브(20), 터브(20) 내측에 회전 가능하게 구비되는 드럼(30)을 포함할 수 있다.

캐비넷(10)은 세탁장치(100)의 외관을 형성하며, 후술하는 각종 구성요소가 캐비넷(10)에 장착될 수 있다. 먼저, 캐비넷(10)의 전방에는 도어(11)가 구비되어, 사용자는 도어(11)를 개방하여 세탁대상물을 캐비넷(10)의 내부로 투입할 수 있다.

캐비넷(10)의 내부에는 세탁수를 수용하는 터브(20)가 구비되며, 터브(20) 내측에 세탁대상물을 수용하는 드럼(30)이 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 드럼(30)의 내측에는 드럼(30)이 회전하는 경우에 세탁대상물을 끌어올려 다시 하부로 떨어뜨리는 다수개의 리프터(31)가 구비될 수 있다.

터브(20)는 상부의 스프링(50)에 의해 지지된다. 한편, 터브(20)의 후면에는 드럼(30)을 회전시키는 구동모터(40)가 장착된다. 즉, 구동모터(40)는 터브(20)의 후벽에 구비되어 드럼(30)을 회전시키게 된다. 따라서, 구동모터(40)가 드럼(30)을 회전시켜 드럼(30)에 진동이 발생하게 되면, 제1 실시예에 따른 세탁장치에서는 터브(20)도 드럼(30)과 연동하여 진동하게 된다. 드럼(30)이 회전하는 경우에 드럼(30) 및 터브(20)에 발생하는 진동은 하부의 댐퍼(60)의해 흡수될 수 있다.

한편, 터브(20) 및 드럼(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 캐비닛(10)의 베이스와 평행하게 구비되거나, 또는 도면에 도시되지 않았지만, 터브(20) 및 드럼(30)의 후방이 아래쪽으로 경사지도록 구비될 수 있다. 이는 사용자가 드럼(30) 내부로 세탁물을 투입하는 경우에 드럼(30) 및 터브(20)의 전방부가 상부를 향하는 것이 보다 유리하기 때문이다.

드럼(30)의 전면 및/또는 후면에는 드럼이 회전하는 경우에, 특히 드럼이 고속으로 회전하는 탈수행정 시 드럼(30)의 진동을 억제하기 위해 밸런싱 작용을 하는 볼밸런서(70)를 구비한다. 볼밸런서에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세탁장치의 부분 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합단면도를 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 세탁장치는 터브(12)가 캐비닛에 고정적으로 지지된다. 터브(12)는 전방부를 구성하는 터브프론트(100)와 후방부를 구성하는 터브레어(120)를 포함한다. 터브프론트(100)와 터브레어(120)는 나사로 조립되며, 내부에 드럼이 수용되는 공간을 형성한다. 터브레어(120)은 후면에 개구부를 갖는다. 터브레어(120) 후면의 내주는 후방가스켓(250)의 외주부와 연결된다. 그리고, 후방가스켓(250)의 내주부는 터브백(130)과 연결된다. 터브백(130)은 중앙에 회전축이 관통하는 관통홀이 형성된다. 후방가스켓(250)은 터브백(130)의 진동이 터브레어(120)로 전달되지 않도록 유연한 재질로 만들어진다.

터브레어(120)는 후면(128)을 가진다. 터브레어(120)의 후면(128)과 터브백(130) 및 후방가스켓(250)은 터브의 후벽면을 구성한다. 후방가스켓(250)은 터브백(130) 및 터브레어(120)와 각각 실링되도록 연결되어 터브 내의 세탁수가 누수되지 않도록 한다. 터브백(130)은 드럼 회전시 드럼과 함께 진동되는데, 이때 터브레어(120)와 간섭되지 않도록 충분한 간격으로 터브레어(120)와 이격되어 있다. 후방가스켓(250)은 유연한 재질로 이루어져 있기 때문에 터브백(130)이 터브레어(120) 에 간섭되지 않고 상대 운동하는 것을 허용한다. 후방가스켓(250)은 터브백(130)의 그러한 상대 운동을 허용하기 위해 충분한 길이로 연장될 수 있는 주름부(252)를 가질 수 있다.

터브프론트(100)의 전방부에는 터브와 드럼 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 이물끼임방지부재(200)가 연결된다. 이물끼임방지부재(200)는 유연한 재질로 만들어지며, 터브프론트(100)에 고정 설치된다. 이물끼임방지부재(200)는 후방가스켓(250)과 동일한 재질로 만들어질 수 있다. 이물끼임방지부재(200)는 편의상 전방가스켓이라 칭한다.

드럼(32)은 드럼프론트(300), 드럼센터(320), 드럼백(340) 등으로 구성된다. 그리고, 드럼의 전방부 및 후방부에는 볼밸런서(310, 330)가 각각 설치된다. 드럼백(340)은 스파이더(350)와 연결되며, 스파이더(350)는 회전축(351)과 연결된다. 드럼(32)은 회전축(351)을 통해 전달된 회전력에 의해 터브(12) 내에서 회전하게 된다.

회전축(351)은 터브백(130)을 관통하여 모터(170)와 직결식으로 연결된다. 구체적으로는 모터(170)의 로터(174)와 회전축(351)이 직결된다. 터브백(130)의 후면에는 베어링하우징(400)이 결합된다. 그리고, 베어링하우징(400)은 모터(170)와 터브백(130) 사이에서 회전축(351)을 회전가능하게 지지하게 된다.

베어링하우징(400)에는 스테이터(172)가 고정설치된다. 그리고, 스테이터(172)를 둘러싸고 로터(174)가 위치된다. 전술한 바와 같이 로터(174)는 회전축(351)과 직결된다. 모터(170)는 아우터로터 타입의 모터로서 회전축(351)과 직결 된다.

베어링하우징(400)은 캐비닛 베이스(600)로부터 서스펜션유닛을 통해 지지된다. 서스펜션유닛(180)은 수직 지지 3개와 전후 방향에 대해 경사적으로 지지하는 경사 지지 2개를 포함하고 있다.

서스펜션유닛(180)은 제1 실린더스프링(520), 제2 실린더스프링(510), 제3 실린더스프링(500), 제1 실린더댐퍼(540), 제2실린더댐퍼(530)을 포함할 수 있다.

제1 실린더스프링(520)은 제1 서스펜션브라켓(450)과 베이스(600) 사이에 연결된다. 그리고, 제2 실린더스프링(510)은 제2 서스펜션브라켓(440)과 베이스(600) 사이에 연결된다.

제3 실린더스프링(500)은 베어링하우징(400)과 베이스(600) 사이에 직접 연결된다.

제1 실린더댐퍼(540)는 제1 서스펜션브라켓(450)과 베이스 후방부 사이에서 경사져 설치되고 있으며, 제2 실린더댐퍼(530)는 제2 서스펜션브라켓(440)과 베이스 후방부 사이에서 경사져 설치되고 있다.

서스펜션유닛(180) 중 실린더스프링(520, 510, 500)들은 캐비닛 베이스(600)에 완전 고정식으로 연결되지 않고 드럼의 전후 및 좌우 방향 움직임을 허용하도록 어느 정도의 탄성 변형을 허용하도록 연결될 수 있다. 즉, 베이스(600)에 연결된 그 지지점에 대해 전후 및 좌우로 어느 정도 회전을 허용하도록 탄성적으로 지지된다.

서스펜션 중 수직으로 설치되는 것은 드럼의 진동을 탄성적으로 완충시키고, 경사적으로 설치되는 것은 그 진동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다. 즉, 스프링과 댐핑수단을 포함하는 진동계에서 수직으로 설치되는 것이 스프링의 역할을 하고 경사적으로 설치되는 것이 댐핑수단의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

터브프론트(100) 및 터브레어(120)는 캐비닛(110)에 고정 설치되며, 드럼(32)의 진동은 서스펜션유닛(180)에 의해 완충 지지된다. 실질적으로 터브(12)와 드럼(32)의 지지구조가 분리된 형태라 할 수 있고, 또 드럼(32)이 진동하더라도 터브(12)는 진동하지 않는 형태라 할 수 있다.

베어링하우징(400)과 서스펜션브라켓들은 제1웨이트(431) 및 제2웨이트(430)에 의해 연결된다.

한편, 전술한 실시예들에 따른 세탁장치에서 드럼(30, 32)의 내부에 세탁대상물(1)이 수용되고 드럼(30, 32)이 회전하는 경우, 세탁대상물(1)의 위치에 따라 소음 및 진동이 크게 발생할 가능성이 있다. 예를 들어, 드럼(30, 32) 내부에 세탁대상물이 골고루 분포되지 않은 상태에서 드럼(30, 32)이 회전(이하 '편심회전'이라 한다)을 하면 진동 및 소음이 크게 발생할 수 있다. 특히, 탈수를 위하여 드럼(30, 32)을 고속으로 가속하는 경우에 진동 및 소음이 문제가 될 수 있다.

따라서, 세탁장치에는 드럼(30, 32)의 편심회전에 의한 진동 및 소음을 방지하기 위하여 볼밸런서(70, 310, 330)를 구비할 수 있다. 볼밸런서(70, 310, 330)는 드럼(30, 32)의 전방측 또는 후방측에 하나 구비되거나, 또는 전방측 및 후방측에 각각 구비될 수 있다.

볼밸런서(70, 310, 330)는 회전하는 드럼(30, 32)에 장착되어 편심을 줄이는 역할을 한다. 따라서, 볼밸런서(70, 310, 330)는 무게중심이 가변적으로 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 볼밸런서(70, 310, 330)는 내부에 소정의 무게를 갖는 볼(72, 312, 332)을 포함하고, 상기 볼이 원주방향을 따라 이동가능한 경로를 포함하도록 구성될 수 있다.

구체적으로 볼들은 드럼(30, 32)이 회전됨에 따라 그 마찰력에 의해 회전하게 된다. 볼들은 드럼이 회전하는 경우에 드럼에 구속된 상태가 아니기 때문에 드럼과는 다른 속도로 회전하게 된다. 그러나, 편심을 발생시키는 세탁물은 드럼 내벽에 밀착되어 충분한 마찰력과 드럼 내벽의 리프트로 인해 드럼과 거의 같은 속도로 회전할 수 있다. 그래서, 세탁물의 회전속도와 볼들의 회전속도는 다르다. 결국, 드럼이 회전하기 시작하는 비교적 저속의 회전 초기에는 세탁물의 회전속도가 볼들의 회전속도보다 빠르게 된다. 정확하게는 회전각속도가 빠르다 할 수 있다. 또한, 볼과 세탁물의 위상차, 즉, 드럼의 회전중심에 대한 위상차가 계속해서 변화하게 된다.

이어서, 드럼의 회전속도가 점점 빨라지게 되면 볼들은 원심력에 의해 이동경로의 바깥측 원주면에 밀착하게 된다. 동시에 볼들은 세탁물과 위상차이가 대략 90° 내지 180°가 되는 위치에 정열하게 된다. 드럼의 회전속도가 소정치 이상이 되면, 원심력이 커져 상기 원주면과 볼들 사이의 마찰력이 일정치 이상이 되어 볼들은 드럼과 같은 회전속도를 가지고 회전하게 된다. 이 경우, 볼들은 세탁물과 위상차이가 90° 내지 180°, 바람직하게는 대략 180°가 되는 위치를 유지하면서 드럼과 동일한 속도로 회전하게 된다. 본 명세서에서는 편의상 위와 같이 볼들이 드 럼에 일정한 위치를 가지고 회전하게 되는 경우를 '편심대응위치'라고 하거나, '볼밸런싱되다'라고 표현하기로 한다.

따라서, 드럼(30, 32) 내부의 일측에 세탁대상물에 의한 하중이 편중된 경우, 볼밸런서(70, 310, 330) 내부의 볼이 편심대응위치로 이동하여 편심을 줄일 수 있다.

이하에서는 전술한 바와 같은 구성을 가지는 세탁장치들의 제어방법에 대해서 살펴보도록 한다. 세탁장치는 일반적으로 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 포함하게 되며, 본 발명에 따른 제어방법에서는 특히 탈수행정에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도 4는 본 발명에 따른 탈수행정 제어방법에서 시간의 흐름에 따른 드럼의 RPM 변화를 도시한 그래프이다. 도 4의 그래프에서 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 드럼(30, 32)의 회전속도, 즉 RPM 변화를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 탈수행정 제어방법은 크게 포분산단계(S100)와 탈수단계(S200)를 포함한다.

포분산단계(S100)는 드럼을 상대적으로 저속으로 회전시키며 내부의 포를 골고루 분산시키는 기능을 하게 되며, 탈수단계(S200)에서는 드럼을 상대적으로 고속으로 회전시켜 세탁물의 수분을 제거하게 된다. 하지만, 이러한 포분산단계 및 탈수단계는 그 주된 기능을 중심으로 명명한 것이며, 그 명칭에 따라 각 단계에서의 기능이 한정되지 않는다. 예를 들어, 포분산단계에서도 포분산 뿐만 아니라 드럼의 회전에 의해 포에서 물이 제거될 수 있다.

본 제어방법에서 포분산단계(S100)는 습포감지단계(S110), 포풀림단계(S130), 편심감지단계(S150)를 포함하며, 탈수단계(S200)는 과도영역통과단계(S210) 및 가속단계(S230)를 포함한다. 이하, 각 단계를 구체적으로 살펴본다.

헹굼행정이 끝나게 되면 드럼(30, 32) 내부의 포는 수분에 의해 젖어있게 된다. 제어부는 탈수행정을 시작하는 경우에 먼저 드럼(30, 32) 내부의 포량, 즉 습포량을 감지하게 된다(S110).

습포량을 감지하는 이유는 세탁행정의 초기에 젖어있지 않은 포량, 즉 건포량을 감지하였더라도 수분을 함유한 포의 무게는 건조한 포의 무게와 다르기 때문이다. 감지된 습포량은 후술하는 과도영역통과단계(S210)에서 드럼(30, 32)을 가속하기 위한 허용조건을 결정하거나, 또는 과도영역통과단계(S210)에서 편심조건에 의해 드럼(30, 32)을 감속하여 포분산단계를 다시 수행하도록 결정하는 인자로 작용하게 된다.

본 제어방법에서 드럼(30, 32) 내부의 습포량은 드럼(30, 32)을 제1 회전속도(RPM 1), 예를 들어 대략 100 내지 110 RPM 정도로 가속하여 소정시간동안 정속운전하고 감속하는 경우에 측정된다. 드럼(30, 32)을 감속하는 경우에 발전제동을 이용하게 되는데, 구체적으로 드럼(30, 32)을 회전시키는 구동모터(40, 170)의 가속 시의 가속구간 회전량, 감속 시의 감속구간 회전량 및 인가된 모터 DC 전원 등을 이용하여 습포량을 감지하게 된다.

한편, 습포량을 감지한 다음 제어부는 드럼(30, 32) 내부의 포의 분산을 위하여 포풀림단계를 수행한다(S130).

포풀림단계는 드럼(30, 32) 내부의 포들을 골고루 분산시켜, 포들이 드럼(30, 32) 내부의 특정영역에 집중되어 드럼(30, 32)의 편심량을 높이는 것을 방지하기 위함이다. 편심량이 높아지게 되면 드럼(30, 32)의 RPM을 상승시키는 경우에 소음 및 진동이 증가하게 되기 때문이다. 포풀림단계는 구체적으로 드럼(30, 32)을 소정의 기울기로 일방향으로 가속하여 후술하는 편심감지단계의 회전속도에 도달할 때까지 수행된다.

이어서,제어부는 드럼의 편심을 감지하게 된다(S150)).

드럼(30, 32) 내부의 포가 골고루 분산되지 않고, 드럼(30, 32) 내부의 소정영역에 집중되면 편심량이 커지게 되어 후에 드럼(30, 32)의 RPM을 증가시키는 경우에 소음 및 진동의 원인이 될 수 있다. 따라서, 제어부는 드럼의 편심량을 감지하여 드럼의 가속여부를 결정하게 된다.

편심감지는 드럼(30, 32)이 회전하는 경우에 가속도의 차이를 이용한다. 즉, 편심이 발생한 정도에 따라 드럼이 회전하는 경우에 중력을 따라 아래쪽으로 회전하는 경우와 중력과 반대되어 위쪽으로 회전하는 경우에 가속도에 차이가 생기게 된다. 제어부는 이러한 가속도 차이를 구동모터(40, 170)에 구비된 홀센서와 같은 속도감지센서를 이용하여 측정하여 편심량을 감지하게 된다. 따라서, 편심을 감지하는 경우에는 드럼이 회전을 하여도 드럼 내부의 포가 떨어지지 않고 드럼의 내벽에 붙어 있는 상태를 유지해야 하며, 드럼이 대략 100 내지 110 RPM 정도의 회전속도로 회전하는 경우가 이에 해당한다.

한편, 전술한 세탁장치들은 드럼이 회전하는 경우에 드럼 내부의 포의 편심 에 의해 발생하는 진동 및 소음을 줄이고자 볼 밸런서를 채용하고 있다. 그런데, 볼 밸런서의 볼들도 포와 함께 드럼에 편심으로 작용할 수 있다. 특히 볼들은 드럼의 회전에 따라 이동하게 되므로, 볼 밸런서를 채용한 세탁장치에서 편심을 감지하게 되면, 볼들의 이동에 따라 소정주기의 사인 곡선(sine wave) 형태의 편심곡선을 얻게 된다. 따라서, 편심량이 사인 곡선과 같이 주기적으로 변화하는 경우에 단순히 어느 한 시점의 편심량에 의해서는 드럼의 편심량을 결정할 수 없다는 문제점이 있다. 이하, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안을 구체적으로 살펴본다.

도 5는 볼 밸런서를 구비한 세탁장치에서 드럼이 회전하는 경우에 감지된 편심량의 변화를 나타내는 그래프이다. 그래프에서 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 편심량 및 드럼의 RPM을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 제어부는 먼저 드럼이 제1 회전속도(대략 100 내지 110 RPM 정도)로 유지되고 소정시간이 지난 후, 즉 도 5의 1번 구간에서 편심곡선의 상승 또는 하강 여부를 판단하게 된다. 드럼을 소정 RPM으로 가속하고 바로 편심을 감지하게 되면 편심곡선이 아직 안정되지 않아 오차가 크기 때문이다.

제어부는 1번 구간에서 편심곡선의 상승 또는 하강을 감지하여 이후에 편심곡선에서 편심값이 최소치가 될 때와 최대치가 될 때를 감지하여 각각 '편심_최소값'과 '편심_최대값'로 기억한다. 즉, 편심곡선이 상승중이면 편심_최대값과 편심_최소값을 순차적으로 인식하고, 편심곡선이 하강중이면 편심_최소값과 편심_최대값을 순차적으로 인식하게 된다.

도 5에 도시된 편심곡선을 예로 들어 설명하면, 1번 구간에서 편심곡선이 하 강하게 되므로 제어부는 2번, 3번 구간에서 편심값이 최소치가 될 때와 편심값이 최대치가 될 때의 편심값을 각각 편심_최소값 및 편심_최대값으로 순차적으로 저장한다. 이어서, 제어부는 상기 편심_최소값과 편심_최대값의 평균값을 드럼의 편심량으로 저장하게 된다. 즉, 제어부는 드럼이 소정 RPM으로 정속회전하는 경우에 드럼의 편심곡선에서 편심_최대값과 편심_최소값을 구하고, 그 평균값을 드럼의 편심량으로 인식하게 된다. 이에 의해 편심량이 편심곡선을 따라 변화하는 경우에도 편심량을 비교적 정확하게 판단하는 것이 가능해진다.

또한, 제어부는 편심_최대값과 편심_최소값이 감지된 시간으로부터 편심곡선의 주기를 계산할 수 있으며, 3번 구간에서 편심_최소값이 감지된 후로 부터 계산된 주기를 이용하여 가속시점을 결정할 수 있다.

도 4를 다시 참조하면, 습포감지단계(S110)에서 감지된 습포량 및 편심감지단계(S150)에서 감지된 편심량은 과도영역을 통과하기 위하여 드럼(30, 32)의 가속여부를 결정하는 인자로 활용된다.

즉, 소정 습포량에서 드럼의 감지된 편심량이 기준편심량 이상인 경우에 드럼을 고속으로 가속하게 되면 드럼의 진동 및 소음이 현저하게 커져서 드럼을 가속하는 것이 곤란해진다. 따라서, 제어부는 습포량에 따라 가속을 허용하는 기준편심량이 미리 결정된 데이터를 테이블(table) 형태로 저장할 수 있다. 따라서, 감지된 습포량 및 편심량을 상기 테이블에 적용하여 가속 여부를 결정할 수 있다. 즉, 감지된 습포량에 따른 편심량이 기준편심량 이상인 경우에는 편심량이 너무 커서 드럼을 가속할 수 없으므로, 전술한 습포감지단계, 포풀림단계, 편심감지단계를 반복 하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 습포감지단계, 포풀림단계, 편심감지단계의 반복과정은 감지된 편심량이 기준편심량 이하를 만족할 때까지 반복될 수 있다. 하지만, 세탁장치에 이상이 발생하였거나, 드럼 내부의 포들이 극심하게 뭉쳐있는 경우에는 감지된 편심량이 기준편심량 이하를 만족하지 못하고 계속하여 습포감지단계, 포풀림단계, 편심감지단계를 반복할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 탈수행정이 시작되고 나서 드럼이 가속되지 않고 소정시간, 예를 들어 대략 20 내지 30분을 초과하게 되면 제어부는 드럼의 회전을 멈추고 사용자에게 탈수행정이 정상적으로 종료되지 않았음을 알리게 된다.

그런데, 전술한 평균값에 의하여 편심량을 감지하는 방법에서는 편심감지단계에서 편심_최소 값 및 편심_최대값을 모두 감지하여야 한다. 따라서, 편심_최소값 및 편심_최대값이 편심곡선에 모두 발현될 때까지 기다려야 하므로 편심량을 감지하는 경우에 시간이 다소 많이 소요된다는 문제점이 있다. 이하에서는 편심량을 감지하는 경우에 시간을 단축할 수 있는 방법에 대해서 살펴본다.

도 6 및 7은 상이한 패턴의 편심곡선을 도시한 그래프이다.

도 6을 참조하면, 제어부는 먼저 편심곡선에서 발현되는 제1 최대값이 소정의 '편심_기준(UB reference)' 이상인지를 판단하게 된다. 여기서, 제1 최대값은 제1 회전속도(RPM 1)에 도달하고 정속운전하며, 소정시간(time_limit) 이전에 발생하는 최대값으로 정의될 수 있다. 또한, 편심_기준은 제1 최대값이 그 이상의 값을 갖게 되면 편심곡선에서 편심값이 너무 커진 것으로 판단하여 편심감지단계를 종료 하는 값으로 정의된다. 따라서, 제1 최대값이 편심_기준 이상의 값을 가지게 되면, 후속하는 편심곡선에서 편심_최대값 및 편심_최소값을 읽지 않고 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 다시 수행한한다.

한편, 제1 최대값이 편심_기준 이하의 값을 가지게 되면, 제어부는 소정 시간(time_limit)이 지난 다음 편심곡선의 값을 읽게 된다. 상기 소정 시간(time_limit) 이내에 편심곡선에서 편심값을 읽게 되면, 편심곡선이 안정화되지 않아서 정확한 값을 읽기가 곤란하기 때문이다.

이어서, 제어부는 도 6에서처럼 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 상승하게 되면, 편심곡선이 '편심_최대 한계값(UB max Limit)'에 도달하는지를 판단하게 된다.

예를 들어, 편심_최대 한계값은 드럼의 가속을 허용하는 기준편심량의 대략 2배 정도로 설정될 수 있다. 따라서, 편심곡선이 상승 중에 상기 편심_최대 한계값에 도달하게 되면, 편심최소값이 0이 나와도 평균값은 기준편심량 이상의 값을 가지게 된다. 따라서, 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 상승 중에 편심_최대 한계값에 도달하게 되면 더 이상 편심곡선의 편심값을 읽지 않고 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 다시 수행한한다. 한편, 편심곡선에서 편심최소값은 실제로 0 이상의 값을 가지게 되므로, 상기 편심_최대 한계값은 기준편심량의 2배보다 실질적으로 낮게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 상승하여 상기 편심_최대 한계값(UB max Limit) 이하의 편심_최대값을 가지게 되면, 이어서 편심_ 최소값을 읽어서 평균값을 기준편심량과 비교하게 된다.

한편, 도 7은 전술한 도 6과 다른 패턴의 편심곡선을 도시한다.

도 7을 참조하면, 편심곡선에서 발현되는 제1 최대값이 편심_기준 이상인지를 판단하고, 소정 시간(time_limit)이 지난 다음 편심곡선의 값을 읽는 과정은 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.

제어부는 도 7에서처럼 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 하강하게 되면, 편심곡선이 '편심_최소 한계값(UB min Limit)'에 도달하는지를 판단하게 된다. 여기서, 편심_최소 한계값은 적절하게 설정이 가능하다.

예를 들어, 반복적인 편심감지실험을 통하여 편심_최대값의 분포를 구할 수 있다. 도 8은 편심최대값의 분포를 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프에서 가로축은 편심_최대값을 나타내며, 세로축은 해당 편심_최대값의 비율(%)을 도시한다. 따라서, 도 8과 같은 그래프에서 50 내지 90 %의 이내의 편심_최대값이 포함되는 대역(A)에서 가장 큰 편심_최대값(α)을 찾을 수 있다. 상기 편심_최대값(α)에 의해 평균값이 기준편심량에 대응하는 편심_최소값을 구할 수 있으며, 상기 편심_최소값을 편심_최소 한계값으로 설정할 수 있다.

따라서, 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 하강하는 중에 편심_최소 한계값에 도달하게 되면 편심_최대값을 읽지 않고 기준편심량 이하인 것으로 판단하여 후속단계를 진행하게 된다. 또한, 상기 소정 시간(time_limit)이 지나고 나서 편심곡선이 하강하여 상기 편심_최소 한계값(UB mim Limit) 이상의 편심_최소값을 가지게 되면, 이어서 편심_최대값을 읽어서 평균값을 기준편심량과 비 교하게 된다.

도 4를 다시 참조하면, 감지된 습포량에 따른 편심량이 기준편심량 이하인 경우에는 가속허용조건을 만족하므로 후속하는 과도영역통과단계(S210)를 수행하게 된다.

여기서, 과도영역이라 함은 세탁장치의 시스템에 따라 공진이 발생하는 하나 이상의 공진주파수가 포함되는 소정 RPM 대역으로 정의될 수 있다. 과도영역은 세탁장치의 시스템이 결정되면, 결정된 시스템에 따라 발생하는 고유의 진동특성이다. 과도영역은 세탁장치의 시스템에 따라 변화하며, 예를 들어 제1 실시예에 따른 세탁장치에서는 대략 200 내지 270 RPM 의 범위를 가지며, 제2 실시예에 따른 세탁장치에 대해서는 대략 200 내지 350 RPM의 범위를 가질 수 있다.

즉, 드럼(30, 32)의 회전속도가 상기 과도영역을 통과하는 경우에 세탁장치에 공진이 발생하여 세탁장치의 소음 및 진동이 현저하게 커지게 된다. 세탁장치에 있어서 소음 및 진동은 사용자로 하여금 불쾌감을 발생시키는 원인이 되며, 나아가 드럼의 가속을 방해하는 요인이 된다. 따라서, 과도영역을 통과하는 경우에는 가속기울기를 적절히 조절하여 드럼(30, 32)을 가속하는 경우에는 소음 및 진동을 최소로 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 과도영역을 통과하는 중에 드럼(30, 32)이 가속됨에 따라, 또는 외부에서 가해지는 예상치 못한 충격 등에 의해 드럼(30, 32)의 편심량이 커질 수 있다. 드럼(30, 32)의 편심량이 소정치 이상으로 커지게 되면 소음이 현저하게 커지게 되며, 드럼을 계속해서 가속하는 것이 곤란해진다. 따라서, 과도영역을 통과하 는 경우에 제어부는 드럼(30, 32)의 편심량을 계속하여 감지하는 것이 필요하다.

또한, 제어부는 세탁장치의 드럼에 진동센서를 구비하고 과도영역을 통과하는 경우에 드럼의 진동을 감지할 수 있다. 특히, 전술한 터브와 드럼의 진동이 분리된 세탁장치에서 터브는 고정되고 드럼만이 진동하게 되므로, 드럼 및 터브의 접촉을 방지하기 위하여 드럼의 진동을 감지하는 것이 필요하다. 과도영역통과단계에서 드럼(30, 32)의 감지된 진동 및/또는 편심량이 소정치 이상으로 커지게 되면, 제어부는 드럼(30, 32)을 감속하여 전술한 습포감지단계, 포풀림단계 및 편심감지단계를 반복하게 된다.

제어부는 과도영역을 통과한 후에는 볼밸런싱단계(S232)를 수행한다.

전술한 바와 같이, 본 제어방법이 적용되는 세탁장치는 편심에 의한 소음 및 진동을 방지하기 위하여 볼 밸런서(310, 330)를 구비하게 되며, 볼 밸런서(310, 330)의 내부에 포함된 볼들이 편심대응위치로 이동하여 편심량을 줄이게 된다. 그런데, 볼 밸런서의 볼들은 드럼이 가속하는 경우보다는 정속으로 회전하는 경우에, 또한 고속보다는 저속에서 이동이 원활하다. 따라서, 드럼(30, 32)이 비교적 고속으로 가속된 경우에는 볼들이 제대로 편심대응위치로 이동할 수 없다. 따라서, 본 제어방법에서는 과도영역을 통과하고 볼들이 편심대응위치로 원활하게 이동할 수 있도록 볼들을 이동시키는 단계, '볼밸런싱(ball balancing)' 단계를 수행할 수 있다.

이 경우, 볼밸런싱을 수행하는 RPM은 세탁장치의 과도영역보다 크도록 설정된다. 볼 밸런싱은 드럼(30, 32)의 RPM이 낮을수록 유리하지만, 볼 밸런싱을 하기 위하여 드럼(30, 32)의 RPM을 다시 과도영역 이하로 낮추게 되면, 공진에 의해 소음 및 진동이 발생할 수 있다. 따라서, 볼밸런싱은 과도영역 이상의 RPM에서 수행하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 제어방법에서 볼밸런싱은 예를 들어 제2 회전속도, 즉, 350 내지 400 RPM 정도에서 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이 볼 밸런싱을 적어도 1회 수행한 다음, 제어부는 드럼(30, 32)의 RPM을 목표 RPM 까지 상승시켜 물을 제거하게 된다. 이 경우, 제어부는 상기 목표 RPM에서 소정시간 동안 정속회전을 구현하여 포에서 원활하게 물을 뺄 수 있다.

전술한 본 제어방법에 의하면 볼 밸런서를 구비한 세탁장치에 있어서, 편심량을 정확하게 구하는 것이 가능해진다.

또한, 편심량에 의해 드럼을 감속하거나, 가속하는 판단을 하는 경우에 보다 빠른 시간 내에 상기 판단을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어방법이 적용되는 세탁장치의 제1 실시예에 따른 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 제어방법이 적용되는 세탁장치의 제2 실시예에 따른 분해사시도,

도 3은 도 2의 결합 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 탈수행정의 제어방법에 따라 드럼의 회전속도 변화를 도시한 그래프,

도 5는 편심곡선의 변화를 나타내는 그래프,

도 6 및 도 7은 상이한 편심곡선의 변화를 나타내는 그래프, 및

도 8은 편심_최대값의 분포를 도시한 그래프이다.

Claims (12)

1. 편심감지단계를 포함하며 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수행정의 제어방법에 있어서,

   상기 편심감지단계에서 편심곡선의 편심_최대값과 편심_최소값을 인식하고, 상기 편심_최대값과 편심_최소값의 평균값을 드럼의 편심량으로 결정하는 것을 특징으로 하고,

   상기 편심감지단계는

   상기 드럼이 소정의 RPM으로 정속회전하고 소정시간이 지난 후에 상기 편심곡선에서 상기 편심_최대값과 편심_최소값을 인식하는 것을 특징으로 하고,

   상기 소정시간은 상기 편심곡선의 주기가 일정해질 때까지 소요되는 시간인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 편심곡선이 상승중이면 편심_최대값과 편심_최소값을 순차적으로 인식하고, 상기 편심곡선이 하강중이면 편심_최소값과 편심_최대값을 순차적으로 인식하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 편심곡선에서 소정시간 이전의 최대값이 소정기준치 이상인 경우에 상기 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 소정시간이 지난 후에 미리 설정된 편심_한계값을 기준으로 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 수행하거나, 탈수단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 편심곡선이 상승 중인 경우에 편심_최대 한계값에 도달하는 경우에 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 편심곡선이 하강 중인 경우에 편심_최소 한계값에 도달하는 경우에 상기 편심감지단계를 종료하고 탈수단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 편심_최대값과 편심_최소값의 시간 차이에 의해 상기 편심곡선의 주기를 인식하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 주기를 이용하여 상기 드럼의 가속시점을 결정하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
10. 편심감지단계를 포함하며 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수행정의 제어방법에 있어서,

    상기 편심감지단계에서 소정 RPM에 도달하고 정속운전하는 소정시간 이전에 발생하는 편심 최대값이 소정기준치 이상인 경우에 상기 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 수행하는 것을 특징으로 하고,

    상기 소정시간은 편심곡선의 주기가 일정해질 때까지 소요되는 시간인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 소정시간이 지난 후에 미리 설정된 편심_한계값을 기준으로 편심감지단계를 종료하고 포풀림단계, 편심감지단계를 수행하거나, 탈수단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.
12. 제1항 또는 제11 항 중에 어느 한 항에 있어서,

    상기 세탁장치는,

    캐비닛;

    상기 캐비닛에 고정 설치되는 터브;

    상기 드럼과 연결된 회전축, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링하우징, 및 상기 회전축과 연결된 모터를 포함하는 구동부;

    상기 구동부와 상기 터브 후면의 후방개구부 사이를 유연하게 연결하는 연결부재; 및

    상기 구동부와 연결되어 완충지지하는 서스펜션유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 탈수행정 제어방법.

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