KR101698777B1 - 세탁물 처리기기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 세탁물 처리기기 및 그 제어방법은, 세탁물 처리기기에 투입되는 세탁물의 양을 모터를 소정회전각으로 회전시켜, 측정되는 모터의 전류값을 이용하여 정확하게 감지한다. 세탁물 처리기기는 모터의 전류값을 이용하여 세탁물의 양을 감지하므로 다른 요소에 의한 영향이 적어 독립적으로 세탁물의 양을 측정할 수 있고, 정확도가 향상되며 측정 속도도 향상된다. 또한, 세탁물 처리기기가 동작하는데 있어서 정확한 세탁물의 양을 기초로 동작하게 되므로 세탁물의 균형도 향상되고 세탁물 처리기기의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

세탁물, 처리기기, 세탁물량, 포량, 감지, 전류

Description

세탁물 처리기기 및 그 제어방법{Washing machine and method for controlling washing machine}

본 발명은 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 간단하고 정확하게 세탁물의 양을 감지할 수 있는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁물 처리기기 중 드럼 세탁물 처리기기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하여, 세탁물의 손상이 거의 없고 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

세탁 및 헹굼 행정이 완료된 후 탈수행정이 진행되는데, 탈수 행정이 진행되기 위해서는 세탁물량을 정확히 감지하는 것이 필요하다. 이를 위해, 특성 속도값, 특정 속도에서의 회전 각도, 특정 속도까지의 시간, 특정 속도의 듀티(PWM) 값 등 다양한 계수를 사용하였다. 그러나, 이 방법은, 관련 계수가 너무 많으며, 모터, 탈수 패턴 등의 다른 조건이 가변함에 따라 관련 계수를 달리 설정하거나 조정하여야 하는 등 상당히 복잡한 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

또한 이러한 방식은 세탁물 처리기기의 모델이 변경되는 경우 재 조정해야 할 계수가 많고 그 과정 또한 복작하여 신규제품에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

그에 따라 보다 간편하고 정확하게 세탁물의 양을 측정할 방안이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 동작중인 모터의 전류를 측정함으로써 세탁물 처리기기에 투입된 세탁물을 양을 간단하면서 정확하게 감지할 수 있는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁물 처리기기의 제어방법은, 세탁물이 투입된 드럼이 모터에 연결되어 소정 회전속도로 소정 회전각까지 회전하는 단계, 상기 드럼이 회전되는 동안, 상기 모터의 전류값을 측정하는 단계, 상기 모터가 상기 회전각에 도달하면, 상기 모터를 정지시키는 단계, 상기 회전 및 정지 단계를 소정 횟수 반복하는 단계, 상기 전류값에 대응하여 상기 세탁물의 양을 감지하는 단계 및 상기 전류값의 합산 평균에 대응하여 상기 세탁물의 양을 최종 산출하는 단계를 포함하고, 상기 회전각은 0 내지 360도 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁물 처리기기는, 모터에 의해 회전하며, 세탁물이 삽입되어 회전하는 드럼, 상기 모터에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부 및 상기 드럼이 정지상태에서 소정 회전속도로 소정 회전각까지 회전하고, 상기 회전각 도달 시 동작을 정지하는 동작을 소정횟수 반복하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 드럼이 회전하는 동안 전류감지부에 의해 측정되는 상기 전류에 대응하여 상기 세탁물의 양을 감지하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전류의 합산 평균에 대응하여 상기 세탁물의 양을 최종 산출하며, 상기 회전각은 0 내지 360도 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 세탁물 처리기기에 투입되는 세탁물의 양을 세탁물 처리기기의 간단한 동작만으로 모터의 전류값을 이용하여 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 세탁물 처리기기의 다른 구성에 관계없이 모터의 전류값을 이용하므로 다른 요소에 의한 영향이 적어 독립적으로 세탁물의 양을 측정할 수 있고, 그에 따라 정확도가 향상되고 측정 속도도 향상된다. 따라서, 세탁물 처리기기가 동작하는데 있어서 정확한 세탁물의 양을 기초로 동작하게 되므로 세탁물의 균형도 향상되고 세탁물 처리기기의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100)는, 세탁물 처리기기(100)의 외관을 형성하는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110) 내부에 배치되며 캐비닛(110)에 의해 지지되는 터브(120)와, 터브(120) 내부에 배치되며 포가 세탁되는 드럼(122)과, 드럼(122)을 구동시키는 모터(130)와, 캐비닛 본체(111) 외측에 배치되며 캐비닛(110) 내부로 세탁수를 공급하는 세탁수 공급장치(미도시)와, 터브(120) 하측에 형성되어 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(미도시)를 포함한다.

드럼(122)에는 세탁수가 통과되도록 복수개의 통공(122A)이 형성되며, 드럼(122)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 드럼(122)의 내 측면에 리프터(124)가 배치될 수 있다.

캐비닛(110)은, 캐비닛 본체(111)와, 캐비닛 본체(111)의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버(112)와, 캐비닛 커버(112) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 컨트롤패널(115)과, 컨트롤패널(115) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 탑플레이트(116)를 포함한다.

캐비닛 커버(112)는 포의 출입이 가능하도록 형성되는 포 출입홀(114)과, 포 출입홀(114)의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동 가능하게 배치되는 도어(113)를 포함한다.

컨트롤패널(115)은 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117)과, 조작키들(117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 표시하는 표시부(118)를 포함한다.

컨트롤패널(115) 내의 조작키들(117) 및 표시부(118)는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리기기(100)의 각 구성요소등을 전기적으로 제어한다. 제어부(미도시)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

도 2는 도 1의 세탁물 처기기기의 내부 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 세탁물 처리기기는 전술한 바와 같이 조작키(117), 표시부(118), 드럼(122), 모터(130), 전류감지부(220), 그리고 세탁물 처리기기의 동작 전반을 제어하는 제어부(210)를 포함한다.

이때, 세탁물 처리기기는 전류감지부(220) 이외에도 온도, 압력, 전압, 전 류, 수위, 회전수 등을 감지하는 감지수단을 적어도 하나 포함하여, 감지 또는 측정되는 데이터를 제어부(210)로 인가한다. 예를 들어, 세탁물 처리기기에서 급수 또는 배수 시 에서 물의 수위를 측정하고, 급수된 물의 온도, 세탁조 또는 드럼의 회전속도 등을 측정할 수 있다. 그 외에도 세탁물 처리기기는 데이터가 저장되는 메모리, 급수 배수를 제어하는 급수부 또는 배수부등의 구성을 더 포함하나 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

조작키(117)는 전술한 바와 같이 컨트롤 패널에 배치되어, 사용자에 의해 조작되어 소정의 신호 또는 데이터를 제어부(210)로 입력한다. 이때, 조작키(117)는 적어도 하나의 입력수단을 포함하여, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치, 핑거 마우스, 로터리 스위치, 조그 다이얼 등으로 구성될 수 있으며, 누름, 회전, 압력, 접촉 등의 조작에 의해 소정의 입력데이터를 발생하는 장치라면 어느 것이나 적용 가능하다. 조작키(117)는 연속 조작 횟수, 조작 시간에 따라, 1회 조작 시 와는 상이한 신호를 제어부(210)로 인가하여 세탁물 처리기기가 지정된 특정 동작을 수행하도록 할 수 있다.

표시부(118)는 제어부(210)의 제어명령에 대응하여, 조작키(117)에 의해 입력되는 정보, 세탁물 처리기기의 실행중인 동작의 정보, 동작 완료시의 정보를 화면에 표시한다. 또한, 가전기기 오동작시 오동작에 관한 에러를 표시한다. 예를 들어, 본세탁, 헹굼, 탈수 행정 등의 동작에 대한 진행상태를 문자, 숫자, 특수문자, 이모티콘 및 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 디스플레이할 수 있다.

이때, 세탁물 처리기기는 표시부(118) 이외에도 점등 또는 점멸되는 램프, 진동소자 등의 출력수단을 더 포함할 수 있으나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

제어부(210)는, 조작키(117)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 조작키(117)에 의해 선택되는 세탁코스, 운전설정에 대응하여 제어부(210)는 모터를 제어하고 급수와 배수를 제어하여, 본세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행되도록 한다.

제어부(210)는 세탁물 처리기기(100)의 동작 상태를 표시부(118)를 통해 디스플레이 하고, 상기와 같이 조작키(117)를 통해 입력되는 세탁코스 및 운전설정에 대한 정보가 표시되도록 한다.

여기서, 제어부(210)는 본세탁, 헹굼, 탈수 행정을 위해 모터(130)를 제어하는데 있어서, 인버터를 이용하여 제어하는 것을 예로 한다. 예를 들어, 제어부(210)는 후술하는 도 3에서와 같이 PWM(Pulse width modulation) 스위칭 제어 신호를 인버터로 인가하고, 인버터는 그에 대응하여 고속 스위칭 동작을 수행함에 따라 소정 주파수의 교류전원을 모터(130)에 공급한다.

모터(130)는 인버터로부터 공급되는 교류전원을 동작전원으로써 동작하고, 모터(130)가 회전 동작됨에 따라 모터(130)에 연결된 드럼(122)이 회전 동작한다.

드럼(122)은 전술한 도 1과 같이 터브(120) 내부에 배치되어, 세탁물이 삽입되며, 모터(130)의 회전에 의해 동작된다. 모터(130)에 의해 드럼(122)이 회전 동작함에 따라 드럼(122) 내에 투입된 세탁물은 본세탁, 행굼, 탈수의 행정을 거쳐 오염물이 제거된다.

전류 감지부(220)는 모터(130)에 흐르는 전류, 즉 출력 전류(io)를 감지한 다. 이 전류 감지부(220)는 홀 센서(hall sensor), 인코더(encoder) 등 다양한 예가 가능하다. 전류 감지부(220)는 모터(130)에 흐르는 전류(io)를 주기적으로 감지하여, 이를 제어부(210)에 입력한다.

제어부(210)는 전류 감지부(220)에서 감지된 전류(io)에 기초하여 세탁물의 양을 감지한다. 감지된 세탁물의 양은 표시부(118)에 표시한다.

구체적으로는, 모터(130)가 동작함에 따라 드럼(122)이 정지 상태에서 소정 회전각까지 회전하는 동안에, 모터(130)의 전류값(io)에 기초하여 세탁물량을 감지한다.

이때, 세탁물 처리기기는 드럼(122)에 투입된 세탁물의 치우친 정도(편심), 즉 드럼(122)의 언밸런스(unbalance; UB)를 감지하는 편심량 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 편심량 감지부는, 드럼(122)의 회전 속도 변화량, 즉 모터(130)의 회전 속도 변화량에 기초하여 언밸런스 감지를 수행할 수 있다. 이를 위해, 모터(130)의 회전 속도를 감지하는 속도 감지부(미도시)가 별도로 구비되거나 또는 상술한 전류 감지부(220)에서 감지되는 모터(130)의 출력 전류값(io)에 기초하여 회전 속도를 연산하고 이를 기반으로 하여 편심량을 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지부는 제어부(210) 내에 구비되는 것도 가능하다.

도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도이다.

제어부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 속도 연산부(305), 전류 지령 생성부(310), 전압 지령 생성부(320) 및 스위칭 제어 신호 출력부(330)를 포함한다.

속도 연산부(305)는 검출된 출력전류(io)에 기초하여 모터(130)의 회전자 속 도(v)를 연산한다. 속도 연산부(305)는 회전자의 속도 외에 회전자의 위치를 연산하는 것도 가능하다.

전류 지령 생성부(310)는 연산 속도(v)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 전류 지령치(i*d,i*q)를 생성한다. 즉, 전류 지령 생성부(310)는 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 전류 지령치(i*d,i*q)를 생성하는 PI 제어기(미도시) 및 전류 지령치(i*d,i*q)가 각각 소정치를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 전류 지령 제한부(미도시)를 포함할 수 있다.

전압 지령 생성부(320)는 전류 지령치(i*d,i*q)와 검출 전류(io)에 기초하여 전압 지령치(v*d,v*q)를 생성한다. 즉, 전압지령 생성부(420)는 전류 지령치(i*d,i*q)와 검출 전류(io)에 기초하여 전압 지령치(v*d,v*q)를 생성하는 PI 제어기(미도시) 및 전압 지령치(v*d,v*q)가 각각 소정치를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 전압 지령 제한부(미도시)를 포함할 수 있다.

스위칭 제어 신호 출력부(330)는 전압 지령치(v*d,v*q)에 기초하여 PWM신호인 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 인버터(미도시)로 출력한다.

이러한, 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)에 의해 모터(130)는 속도 지령치(v*)에 추종하여 동작하게 된다. 모터(130)를 소정 각도까지 회전 시키는 동안에, 모터(130)의 전류값에 기초하여 세탁물량 감지를 하기 위해, 속도 지령치(v*)는, 예를 들어 50rpm 일 수 있다.

한편, 모터(130)의 전류값은, 전류 감지부(220)에서 감지되는 모터(130)의 출력 전류(io)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 전류 지령치(i*d,i*q)일 수도 있다. 모터(130)의 출력 전류(io)는 전류 지령치(i*d,i*q)에 추종하여 흐르게 되므로, 전류 지령치(i*d,i*q)에 기초하여, 세탁물량 감지를 수행할 수도 있다.

도 4는 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작의 일예를 보여주는 도면이다.

드럼(122)은 동작이 정지된 상태에서 도 4의 a와 같은 상태가 된다. 이때, 드럼 내에 투입된 소정의 세탁물(300)은 드럼(122)의 하부에 위치된다.

모터(130)를 회전 동작 시켜 드럼(122)이 일정 회전각으로 회전 하는 경우, 드럼(122) 내의 세탁물은 드럼과 함께 일방향으로 이동하게 된다. 이때, 드럼의 회전속도는 일정 속도 이상이므로 세탁물(300)은 드럼에 부착된 상태로 드럼과 같이 회전한다. 이때, 회전각이 더 커져 일정 각 이상이 되더라도, 세탁물이 회전하는 드럼에 부탁되어 하부로 떨어지지 않게 된다.

회전속도가 일정 속도 이상이 되면, 드럼 내에 작용하는 원심력에 의해 세탁물은 드럼에서 떨어지지 않고 드럼에 붙어 있는 상태를 유지하게 된다. 예를들어 약 50rpm 이상으로 회전시, 상기와 같이 세타물이 드럼에 부착되어 떨어지지 않게 된다.

단, 회전각이 작은 경우 드럼이 회전 중 정지하는 경우, 중력에 의해 드럼이 정지상태로 복귀하면서 세탁물도 함께 이동하나, 회전각이 커지면, 드럼이 회전 중 정지하는 경우, 세탁물이 하부로 떨어지게 된다.

이때, 전류감지부(220)는 드럼(133)이 회전 하는 동안, 모터(130)에 인가된 전류값을 측정하고, 제어부(210)는 이를 이용하여 세탁물의 양을 감지한다.

도 4의 b에 도시된 바와 같이, 드럼(122)을 회전시키는데 필요한 에너지 장벽이 존재하므로, 모터(130)에서 측정되는 전류값는 초기에 일정 크기로 측정되고, 시간이 경과함에 따라 일정 크기를 유지하거나 조금씩 감소하다가 에너지 장벽을 넘어서는 한계시점에 도달하면, 전류는 반비례 곡선을 그리며 감소하게 된다.

이때, 드럼(122)내에 투입된 세탁물의 양이 증가하면(무게 증가) 할수록 드럼이 회전을 시작하는데 필요한 초기 힘이 증가하므로, 모터의 전류값도 변경된다.

즉, 세탁물의 양이 적을수록(가벼울수록) 전류가 감소하는 시점이 빠르게 나타나고 감소 곡선이 급격하게 나타나며, 세탁물의 양이 많을수록(무거울수록) 모터의 전류가 일정값 이상 유지하는 시간이 길어지고, 전류가 감소하는 감소 곡선의 기울기도 낮아 진다.

이러한 특징으로 이용하여 제어부(210)는 전류감지부(220)에서 측정되는 모터(130)의 전류를 이용하여 세탁물의 양을 산출할 수 있다.

제어부(210)는 이와 같이, 드럼(122)을 정지 상태에서 소정 회전각까지 회전 시키면서, 드럼(122)의 회전 동안에 모터(130)의 전류값에 기초하여 세탁물의 양을 감지한다. 이때 모터의 회전 및 정지 동작은 소정 횟수 반복될 수 있다.

이때, 세탁물의 양을 감지하는 경우, 모터(130)는 0도 이상 360도 범위 내의 회전각으로 1회 회전할 수 있다. 예를들어 회전각이 90도 인 경우, 모터에 연결된 드럼이 회전각 90도까지 회전동작하는 것은 이는 홀센서의 약 6펄스에 해당하므로, 제어부(210)는 홀센서의 약 6펄스 동안 모터를 동작하여 드럼이 약 90도 회전각으로 회전 동작 하도록 하고, 드럼이 회전하는 동안 모터의 전류값를 전류감지 부(220)를 통해 측정하여 입력받는다.

또한, 모터(130)의 회전 속도는, 세탁물이 드럼(122) 내에 부착되는 속도인 것이 바람직하며, 이 속도는 대략 50rpm 일 수 있다.

제어부(210)는 상기와 같이 드럼(122)이 소정 회전각으로 회전 후 동작 정지하는 것을 소정 횟수 반복하여 수행하며, 측정된 전류값에 대한 합산 평균으로 세탁물의 양을 산출한다.

도 5 내지 도 6은 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작의 일예를 보여주는 도면이다.

도 5는 드럼이 90도 회전동작 후 정지하는 경우의 예이다.

도 5의 a에 도시된 바와 같이, 드럼은 정지상태에서(311) 세탁물이 드럼의 하부에 위치한다. 이때, 모터가 동작됨에 따라 왼쪽으로 약 90도 회전 시 세탁물(300)은 드럼에 부착된 상태에서 드럼과 함께 왼쪽으로 이동한다(312).

모터 정지 시 세탁물은 드럼의 하부에 위치한다(313). 이때, 드럼 또한 왼쪽으로 회전 되었다가 모터가 중지되면 그 하중에 의해 정지상태의 위치로 이동된다.

소정 시간 정지 후, 모터(130)가 동작됨에 따라 드럼(122)이 왼쪽으로 소정 회전각, 약90도 회전하고, 그에 따라 세탁물도 함께 이동한다(314). 모터 정지시, 정지상태로 재 이동하고(315) 모터동작 시 드럼이 다시 왼쪽으로 이동하면 세탁물이 함께 이동한다(316).

드럼은 세탁물의 양 감지 시, 상기와 같이 어느 하나의 방향으로 약 90도 회전동작 후 정지하는 과정을 소정 횟수 반복한다. 이 과정에서 모터(130)의 전류값 를 측정하여 세탁물의 양을 감지한다.

한편 도 5의 b는, 90도씩 소정 횟수 회전 동작하기는 하나, 어느 일방향으로만 회전하는 것이 아니라 왼쪽 회전 후(321, 322), 정지하고(323), 오른쪽 회전 후(324), 정지하며(325), 다시 왼쪽으로 회전하는(326) 예이다.

모터(130) 동작에 따라 드럼(122)이 회전하는데에 따른 모터의 전류값를 이용하여 드럼 내에 투입된 세탁물의 양을 측정한다.

도 6 은 드럼이 약 180도 회전하는 예이다.

정지상태에서(331), 모터(130)가 회전동작 함에 따라 모터에 연결된 드럼이 회전한다(332). 드럼은 약 180도 까지 회전 동작하고(333), 모터가 정지함에 따라 정지상태로 복귀한다(334). 이때 세탁물(300)은 드럼이 회전함에 따라, 드럼에 부착되어 함께 회전하고 드럼이 정지상태로 복귀하면 드럼과 함께 복귀한다.이때 드럼은 회전되는 관성에의해 1회전 할 수도 있고 경우에 따라 회전방향의 반대방향으로 역회전하여 복귀할 수 있다. 단, 약 180도 위치에서 모터 정지 시 드럼에 부착되어 있던 세탁물이 드럼의 하부로 떨어질 수 있다. 상기와 같은 회전 및 정지 동작을 소정 횟수 반복한다.

한편, 드럼이 1회전하고 정지할수도 있다. 하는 예이다.

정지상태에서(331), 어느 일방향으로 드럼(122)이 회전하면 세탁물이 드럼에 부착되어 함께 회전이동한다. 드럼이 1회전(360도) 하면, 세탁물은 드럼에 부착된 상태로 드럼과 함께 1회전 된다. 상기와 같은 회전 및 정지 동작을 소정 횟수 반복한다.

모터(130)가 구동됨에 따라 드럼이 회전되는 동안 전류감지부(220)는 모터의 전류값를 측정하여 제어부(210)로 인가하고, 제어부(210)는 매 회전마다 각각 측정되는 모터의 전류값를 합산 후 평균을 연산함으로써, 평균값에 대응하는 세탁물의 양을 감지할 수 있다. 여기서 제시된 회전각의 값은 일 예 일뿐 이에 한정되지 않음을 명시한다.

제어부(210)는 회전과 정지 동작의 반복하는 동안 세탁물의 양을 감지하는데, 회전 및 정지를 1회 수행하더라도 세탁물의 양을 산출할 수 있다. 단 보다 정확한 측정을 위해 2회 또는 3회 수행하는 것이 바람직 하다. 경우에 따라, 모터가 동작함에 따라 드럼이 3회 회전과 정지를 반복하더라도, 실제 1회와 2회에서 측정된 모터의 전류값만을 이용하여 세탁물의 양을 산출할 수 있다.

도 7 은 도 1의 세탁물 처리기기의 탈수방법이 도시된 도이다.

세탁물 처리기기는 도 7에 도시된 바와 같이, 젖은 세탁물에 대한 탈수를 시작하면(S410), 세탁물의 양을 감지한다(S320).

이때, 세탁물의 양을 감지하는 방법은 전술한 바와 같이, 모터(130)를 동작시켜 드럼이 소정 각도로 회전 동작되도록 하고, 정지 후 다시 회전동작되도록 하는 과정을 반복하여, 드럼이 회전되는 중 적어도 일부 구분에서 모터(130)의 전류값를 측정하여 합산 후 평균을 산출함으로써 대응하는 세탁물의 양을 감지할 수 있다.

세탁물의 양이 감지되면, 고속 회전에 대비하여 편심(unbalance)을 감지한다(S430). 이때, 감지된 세탁물의 양에 따라 드럼 내에 세탁물이 투입되어 있는지 여부를 판단한다.

세탁물의 투입 상태가 정상상태이면, 감지된 세탁물의 양과 편심에 대응하여 탈수시의 최대회전속도를 설정하고, 간이 탈수인 제 1 탈수를 수행한 후(S440), 설정된 최대회전속도로 제 2 탈수를 수행한다(S450).

상기와 같은 동작은 탈수행정 뿐 아니라, 세탁중 탈수, 행굼중 탈수에서도 적용될 수 있다.

도 8 은 도 1의 세탁물 처리기기에서 세탁물의 양을 감지하는 방법이 도시된 순서도이다.

도 8을 참조하면, 세탁물 처리기기는 세탁을 시작하는 경우 본세탁, 행굼, 탈수에 따른 모든 과정을 진행할 때의 수위를 설정하기 위해 세탁물의 양을 감지한다. 또한, 각각의 행정에 포함되는 탈수 및 탈수 행정 시에 드럼이 고속회전함에 따른 부하를 고려하여 최대 회전속도를 설정하거나, 편심감지시의 기준을 설정하기 위해 세탁물의 양을 감지한다.

세탁물의 양을 감지하는 경우, 제어부(210)는 우선 카운트를 초기화하고(S480), 모터를 제 1 회전속도까지 증가 시킨다(S490). 이때 제 1 회전속도는 세탁물이 드럼에 부착되는 정도의 속도로, 약 50rpm으로 설정될 수 있으나 이는 설정에 따라 가변될 수 있다.

또한, 제어부(210)는 드럼이 제 1 회전각 까지 회전 동작되도록 하는데, 이때의 제 1 회전각은 90도, 120도, 135도, 180도, 360도와 같이 1회전 내(0 내지 360도)에서 설정될 수 있다. 예를 들어 모터는 90도 또는 180도 까지 회전동작하거 나, 경우에 따라 1회전 할 수도 있다.

전류감지부(220)는 드럼이 회전하는 동안 전류값을 측정한다. 제어부(210)는 드럼이 회전하는 동안 전류감지부(220)로부터 측정된 모터의 전류값을 입력받아 세탁물의 양을 산출한다.

이때, 전류감지부(220)는 드럼이 회전하는 동안, 연속으로 전류값을 측정할 수 있고, 경우에 따라 드럼이 회전 하는 중 일부 구간에서 전류값을 측정할 수 있다. 즉 전류감지부(220)는 드럼이 회전하더라도 항상 모터의 전류값을 측정하는 것을 아니다.

예를 들어, 모터(130) 동작에 의해 드럼(122)이 소정각도로 회전 하는 중, 0내지 45도, 30도 내지 120도, 0 내지 90도, 90도 내지 180도와 같이 일부 구간에 대하여 전류값을 측정할 수도 있다. 단, 전류감지부(220)는 전류측정을 반복하는 동안 각각 동일구간에 대하여 모터의 전류를 측정하는 것이 바람직 하다. 예를 들어 0도 내지 90도 구간에서 전류를 측정하는 경우에는 이후에도 동일한 0 내지 90도 구간에서 전류를 측정하는 것이 바람직하다.

제어부(210)는 회전각 도달 시(S510), 모터(130)를 정지시킨다(S520). 소정시간 모터를 정지시키고 모터의 위치를 정렬한다(S530). 이때, 모터의 위치가 초기 위치와 상이할 경우 드럼이 유동할 수 있어 세탁물량감지의 정확도가 감소하므로, 모터의 위치를 정렬한다. 모터 정렬 시, 원하는 전기적 위치에 원하는 토크를 발생시키기 위해 PWM출력을 일정시간 특정 패턴으로 고정하므로 모터에 흐르는 전류는 직류형태가 된다.

즉, 모터(130)를 제어하여 모터의 회전속도를 제 1 회전속도까지 증가시킨다(S490). 이때, 전류감지부(220)는 모터의 전류값를 측정한다. 이때 제어부(210)는 측정된 전류값를 누적하여 저장하거나, 합산하여 저장한다(S500). 모터가 회전각 까지 회전하면(S510). 모터를 정지하고(S520), 모터위치를 정렬한다(S530). 이때, 모터는 회전속도가 제 1 회전속도까지 증가하고 제 1 회전속도 도달 시 동작을 정지한다.

회전각은 0 내지 360도 중에서 설정될 수 있으며, 전류감지부(220)는 모터가 회전하는 동안 지속적으로 전류를 측정하거나, 지정된 일부 구간, 즉 모터가 소정 회전각 범위 내에서 회전하는 경우 전류값을 측정할 수 있다.

여기서, 카운트가 기준횟수 미만인 경우(S540), 상기와 같이 모터의 회전과 정지를 반복한다(S490 내지 S540, S570).

카운트가 기준횟수 이상이면(S540), 제어부(210)는 저장된 전류값를 합산하여 기준횟수에 따른 평균값을 연산한다(S550). 이때, 제어부(210)는 매회 측정되는 전류값에 대응하여 각각 세탁물의 양을 산출한 후, 기준횟수 이상 드럼이 회전동작 후 정지하면, 최종적으로 세탁물의 양을 산출할 수 있다. 제어부(210)는 연산된 평균값에 대응하여 세탁물의 양을 산출한다(S560).

이때, 세탁물의 양이 많을수록 소모되는 전류값는 크므로, 세탁물의 양을 감지할 수 있다.

도 9 는 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작 시 그 회전속도에 대한 그래프가 도시된 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(210)는 탈수를 수행하기 전, 세탁물량을 감지한다. 이때, 세탁물의 양을 감지하는 구간에서(610), 제어부(210)는 전술한 바와 같이 모터를 제어하여 드럼이 소정 회전각까지 회전된 후, 정지하도록 한다(611). 이러한 회전 및 정지 과정을 소정 횟수 반복한다(611 내지 613). 이때, 회전 및 정지 동작의 반복횟수는 설정에 따라 변경될 수 있다.

이때, 제어부(210)는 모터의 회전속도를 제 1 회전속도까지 증가시킨 후, 정지시켜 속도가 감소되도록 하고, 일정시간 정지 후 다시 제 1 회전속도까지 모터를 동작시킨다. 여기서, 제어부(210)는 제 1 회전속도로 회전각 도달 시에 제 1 회전속도를 유지하지 않고 모터의 동작을 정지시킨다.

세탁물의 양이 감지되면, 제어부(210)는 편심을 감지하고(620), 본 탈수가 수행되도록 한다(630). 이때, 제어부(210)는 감지된 세탁물의 양에 대응하여 편심감지에 대한 기준값을 설정하고, 본 탈수 수행에 따른 최대 회전속도를 설정할 수 있다. 예를 들어 제어부(210)는 산출된 세탁물의 양이 단일부하인지 여부에 따라 편심 감지 횟수 및 편심감지 방법을 상이하게 설정할 수 있으며, 본 탈수의 최대 회전속도 또한 변경할 수 있다. 세탁물의 양이 극소량, 소량, 일반, 다량, 극다량인지 여부에 따라서도 이후 수행하는 편심감지 및 본 탈수의 설정을 가변 할 수 있다.

편심 감지 시, 제어부(210)는 모터(130)를 제 2 회전속도(A) 까지 회전속도를 증가시키고, 일정 시간 유지 한 후, 제 3 회전속도(B)까지 속도를 증가시킨 후 제 3 회전속도(B)를 유지한다(621). 또한 제 2 회전속도(A)까지 감소 후 일정 시간 유지한 후, 제 4 회전속도(C)까지 회전속도를 증가시켜 일정 시간 유지한다(622). 이후 다시 제 2 회전속도까지 감소시켜 일정 시간 유지 후, 제 4 회전속도(C)까지 다시 증가시켜 일정 시간 유지한다(623).

이때, 편심량 감지부(미도시)는 상기와 같은 편심감지구간(620)에서 편심을 감지하여 제어부(210)로 인가하고, 제어부(210)는 감지된 편심에 대응하여 본 탈수의 진행여부를 결정하거나, 세탁물의 양과 함께 편심을 고려하여 본 탈수 시의 회전속도를 가변 설정할 수 있다.

본 탈수(630) 수행 시 제어부(210)는 모터(130)를 제어하여, 편심감지시(620) 유지했던 제 4 회전속도(C)에서, 속도 저하 없이 바로 회전속도를 제 6 회전속도(E)까지 증가 시키고 이후 제 7 회전속도(F), 제 8 회전속도(G)까지 단계적으로 회전속도를 상승시킨다. 이때, 제 8 회전속도(G)는 본 탈수시의 최대 회전속도로, 세탁물의 양 또는 편심에 따라 가변될 수 있다.

도 10은 도 1의 세탁물 처리기기의 포의 개수와 전류에 대한 관계를 나타내는 그래프이다.

도 10의 a에서, x축은 세탁물의 개수이고, y축은 측정된 전류에 대응하는 전압이다. 도 10의 b는 도 10의 a에서 회전각을 90로 하고, 제 1 회전속도까지 급격하게 가속하여 회전하는 경우와 천천히 가속하여 회전하는 경우를 각각 분리하여 표시한 것이다.

전술한 바와 같이 세탁물의 양을 감지하는 경우, 드럼이 회전하는 동안 모터의 전류값를 합산하여 평균을 구하고 그 평균에 따라 세탁물의 양을 감지한다.

전류값의 평균값에 대응하는 전압값을 산출하였을 때, 도 10의 a 및 b에 도 시된 바와 같이, 세탁물의 개수가 증가할수록, 즉 세탁물의 양이 증가할수록 전류에 대응하는 전압값이 증가함을 알 수 있다.

도 10의 a에서 상측의 그래프는 드럼을 90도 회전 동작 시키는 경우, 90도 회전각까지 천천히 가속하여 회전하는 경우에 대한 그래프이고, 하측의 그래프는 드럼을 90도 회전 동작 시키는 경우 90도 까지 급격하게 가속하여 회전하는 경우에 대한 그래프 이다.

소정 회전각까지 급격하게 가속하여 회전하는 경우와, 천천히 가속하여 회전하는 경우 모두, 세탁물의 양이 증가함에 따라 모터의 전류에 대응하는 전압의 크기가 증가함을 알 수 있다.

이때, 도 10의 b 같이 천천히 가속하는 경우(1)와 급격하게 가속하는 경우(2)의 기울기가 크게 차이남을 알 수 있다.

천천히 가속하는 경우(1)의 그래프 기울기가 크게 나타나므로, 세탁물의 양을 감지함에 있어서 복수의 단계로 미세하게 구분하고자 하는 경우 천천히 가속하는 경우(1)가 세탁물의 양에 따른 전류 대응 전압값의 차가 모터를 천천히 가속하여 드럼을 회전시키는 것이 바람직하다.

도 11 은 도 1 의 세탁물 처리기기에서 세탁물의 상태에 따라 측정되는 전류값의 변화가 도시된 도이다.

세탁물 처리기기에서 세탁, 행굼, 탈수, 건조를 수행하는 경우 세탁행정의 전, 각 행정에서의 탈수시 탈수 수행 전, 탈수행정 전 , 건조행정 전에 세탁물의 양을 감지할 수 있다.

이하, 도 11의 a 내지 c에서 x축의 값은 0 내지 12 가 세탁물의 무게(kg)를 나타내고, 13 이후는 세탁물의 종류에 관한 것으로 13은 아기옷, 14는 청바지, 15, 16, 17은 크기에 따른 타월을 구분한 것이고, 18, 19는 봄가을 또는 겨울잠바를 나타내며, 20은 타월재질의 옷을 나타낸다. 이때, x값 0 은 세탁물이 투입되지 않은 빈 드럼을 의미한다.

도 11의 a는 세탁 전, 세탁물이 투입되고 급수 전, 건조한 상태의 세탁물에 대하여 세탁물의 양을 감지하여 측정된 값을 도시한 도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 건조상태의 세탁물의 무게가 1kg 단위로 증가함에 따라 감지되는 세탁물의 양 또한 증가된다. 이때, 모터의 전류값를 이용하여 세탁물의 양을 측정하므로 무게가 0인 세탁물이 없는 빈 드럼의 경우에도 일정값이 측정되는데, 이 값을 세탁전 건조상태의 세탁물에 대한 빈통감지의 기준값으로 설정할 수 있다.

즉, 세탁물 처리기기에서 전술한 바와 같이 세탁물의 양을 측정하는데, 이때, 상기와 같이 세탁물의 무게 0에 해당하는 값이 산출되는 경우, 제어부(210)는 드럼에 세탁물이 들어 있지 않은 빈 드럼임을 감지할 수 있다.

또한, 세탁물의 종류에 따라 도시된 바와 같이 측정되는 세탁물의 양이 상이하므로, 세탁물 처리기기에서 세탁물의 양을 감지하는 동작을 수행함으로써 제어부(210)는 산출된 값을 이용하여 세탁물의 종류를 판단할 수 있다.

도 11의 b는 탈수 전 세탁물의 양을 감지한 것으로, 세탁물이 젖어있는 상태에서 감지된 세탁물의 양에 대한 결과이다.

도 11의 b와 같이, 세탁물의 무게가 증가함에 따라 감지되는 세탁물의 양도 비례하여 증가한다. 이때 제어부(210)는 드럼에 세탁물이 들어 있지 않은 빈 드럼인 경우 측정되는 값을 이용하여 빈 드럼 인지 여부를 판단할 수 있다.

도 11의 b는 탈수 전 젖은 상태의 세탁물에 대한 것이므로 전술한 도 11의 a보다 감지된 값이 크게 나타난다.

특히 세탁물의 종류에 따라, 아기옷, 청바지, 타월, 잠바의 경우 건조상태에서 감지된 값보다 그 차가 크게 나타나므로, 세탁물의 종류를 보다 용이하게 구분할 수 있다. 타올의 경우 물을 많이 흡수하므로 건조상태 보다 젖은 상태가 보다 큰 값으로 감지되고, 잠바의 겨우 타올보다 큰 값으로 감지됨을 알 수 있다.

이때, 건조상태의 세탁물의 감지결과와 젖은 상태의 세탁물의 감지결과를 비교하는 경우, 보다 자세하게 세탁물의 종류를 판단할 수 있다.

도 11의 c는 탈수를 완료한 후, 건조 행정을 수행하기 전 젖은 상태의 세탁물에 대한 세탁물의 양을 감지할 결과이다.

이때, 세탁물은 탈수는 완료되었으나 젖은 상태이므로 건조상태의 세탁물보다 감지된 값이 크고, 탈수 전의 세탁물보다 감지된 값이 낮게 나타난다.

탈수된 젖은 상태의 세탁물에 대한 세탁물의 양 감지결과에서 드럼이 빈 상태인 경우 일정 값이 측정되므로, 이를 이용하여 제어부(210)는 건조 수행 전 드럼이 비어 있는지 여부를 판단할 수 있다.

따라서, 세탁물 처리기기는 상기와 같이 드럼을 소정 각으로 회전시켜 모터의 전류값을 측정함으로써 세탁물의 양을 감지하는 경우, 정확한 세탁물의 양을 빠 르고 독립적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기와 같이 세탁물의 양을 감지함으로써, 드럼에 세탁물이 들어 있는지 또는 빈 상태인지 여부를 판단할 수 있고, 또한, 감지된 값에 따라 세탁물의 종류를 판단할 수 있다.

한편, 본 발명의 세탁물 처리기기의 제어방법은 세탁물 처리기기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지 , 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 세탁물 처기기기의 내부 블록도이다.

도 3은 도 2의 제어부의 내부 블록도이다.

도 4는 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작의 일예를 보여주는 도면이다.

도 5 내지 도 6은 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작의 일예를 보여주는 도면이다.

도 7 은 도 1의 세탁물 처리기기의 탈수방법이 도시된 도이다.

도 8 은 도 1의 세탁물 처리기기에서 세탁물의 양을 감지하는 방법이 도시된 순서도이다.

도 9 는 도 1의 세탁물 처리기기 내의 드럼의 동작 시 그 회전속도에 대한 그래프가 도시된 도이다.

도 10은 도 1의 세탁물 처리기기의 포의 개수와 전류에 대한 관계를 나타내는 그래프이다.

도 11은 도 1 의 세탁물 처리기기에서 세탁물의 상태에 따라 측정되는 전류값의 변화가 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100:세탁물 처리기기 118:표시부

122:드럼 130:모터

210:제어부 220:전류 감지부

Claims (13)

1. 세탁물이 투입된 드럼이 모터에 연결되어 소정 회전속도로 소정 회전각까지 회전하는 단계;

   상기 드럼이 회전되는 동안, 상기 모터의 전류값을 측정하는 단계;

   상기 모터가 상기 회전각에 도달하면, 상기 모터를 정지시키는 단계;

   상기 회전 및 정지 단계를 소정 횟수 반복하는 단계;

   상기 전류값에 대응하여 상기 세탁물의 양을 감지하는 단계; 및

   상기 전류값의 합산 평균에 대응하여 상기 세탁물의 양을 최종 산출하는 단계를 포함하고,

   상기 회전각은 0 내지 360도 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전류값 측정단계는 상기 드럼이 회전되는 동안 상기 회전각 범위 중 어느 일 구간에 대하여 상기 전류값을 측정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전류값 측정단계는 상기 드럼이 회전되는 동안 상기 회전각 범위 내에서 연속으로 상기 전류값을 측정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 전류값은, 상기 모터에 흐르는 출력전류값 및 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   감지된 상기 세탁물의 양이 기준값 이하인 경우 상기 드럼내에 상기 세탁물이 투입되지 않은 빈통상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   감지된 상기 세탁물의 양에 대응하여 상기 세탁물의 재질을 판단하는 단계를 더 포함하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 정지단계 후, 상기 모터의 위치를 정렬하는 단계를 더 포함하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
10. 모터에 의해 회전하며, 세탁물이 삽입되어 회전하는 드럼;

    상기 모터에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및

    상기 드럼이 정지상태에서 소정 회전속도로 소정 회전각까지 회전하고, 상기 회전각 도달 시 동작을 정지하는 동작을 소정횟수 반복하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 드럼이 회전하는 동안 전류감지부에 의해 측정되는 상기 전류에 대응하여 상기 세탁물의 양을 감지하는 제어부를 포함하고,

    상기 제어부는 상기 전류의 합산 평균에 대응하여 상기 세탁물의 양을 최종 산출하고,

    상기 회전각은 0 내지 360도 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어부는 상기 드럼이 정지하면, 상기 모터의 위치를 초기 위치로 정렬하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 감지된 세탁물의 양에 대응하여 상기 드럼의 빈통상태 여부 또는 상기 세탁물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 전류감지부는 상기 드럼이 회전되는 동안, 상기 회전각의 범위 내에서 어느 일 구간에서의 상기 모터의 전류값을 측정하여 상기 제어부로 인가하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.

Images