KR102303801B1

KR102303801B1 - 세탁기의 제어방법

Info

Publication number: KR102303801B1
Application number: KR1020150007546A
Authority: KR
Inventors: 시모노 마사히토; 이노우에 히로유키; 아오키 나오히코
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2021-09-17
Also published as: KR20160088155A

Abstract

본 발명의 세탁기의 제어방법은, 포를 수용하는 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되는 세탁기의 제어방법에 있어서, 포량에 따라 탈수 시의 드럼의 회전을 다르게 제어함으로써, 본탈수 전에 드럼 내 포의 불균형 상태를 최적의 방법으로 개선할 수 있고, 불필요한 탈수 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

세탁기의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLIGN WASHING MACHINE}

본 발명은 세탁기의 제어방법에 관한 것이다.

종래의 세탁기는 탈수를 실시하기 전에, 일정한 패턴으로 드럼을 회전시켜 드럼 내에 적치된 포들을 분산시키고, 드럼에 대한 포들의 위치가 고정된 상태가 되도록 일정한 속도로 드럼을 회전시키는 중에, 포들의 분포 상태에 따라 유발되는 드럼의 편심 회전 정도(즉, 편심량)를 계속적으로 감지하였다. 이러한 과정 중에 감지된 편심량이 기 설정된 허용치 이내로 감소되면 소정의 탈수속도까지 드럼을 가속 회전시키고, 충분한 시간동안 상기 탈수속도로 드럼을 회전시킴으로써 포를 탈수하고, 반대로 일정한 시간이 지나도 편심량이 상기 허용치 이내로 감소되지 않은 경우에는, 다시 포를 분산시키는 과정과 편심량을 감지하는 과정을 반복하였다.

그런데, 드럼 내에서 포들의 운동은 드럼 내에 투입된 포의 양에 따라서도 그 양태를 달리하는 것인데, 종래에는 포량과 무관하게 일정한 패턴으로 포분산을 실시하고, 이러한 분산 과정을 통해 이르게 된 포들의 배치 상태가, 우연히도 허용치 내의 편심량을 유발하는 것인 경우에는 바로 탈수를 실시할 수 있었으나, 그렇지 못한 경우에는 포분산을 반복적으로 실시하게 되어 탈수 진입에 소요되는 시간이 증가하는 문제가 있었다.

따라서, 포량을 고려하여 드럼의 회전 패턴을 설정하고, 그에 따라 드럼을 구동함으로써, 보다 적극적으로 드럼을 포들이 고르게 분산된 균형상태에 이르게 하여, 포분산에 소요되는 시간(또는, 탈수 전체 과정에서 소요되는 시간)과 에너지를 절감할 필요가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탈수 전에, 포량을 고려한 패턴에 따라 드럼의 회전을 제어하여 포의 불균형한 분포 상태를 적극적으로 해소할 수 있는 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 탈수 전에 드럼의 편심 상태를 신속하게 해소함으로써, 전체 탈수과정에 소요되는 시간과 에너지를 절감함과 아울러, 탈수시의 진동을 억제할 수 있는 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 편심 해소 실패로 인해 포분산 과정이 반복되었던 횟수를 종래에 비해 획기적으로 줄일 수 있는 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은 포를 수용하는 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되는 세탁기의 제어방법에 있어서, 상기 드럼 내의 포량을 감지하는 포량감지단계; 및 상기 감지된 포량이 기 설정된 기준치 미만이면, 제 1 편심저감패턴에 따라 상기 드럼의 회전을 제어하고, 상기 감지된 포량이 상기 기준치 이상이면 제 2 편심저감패턴에 따라 상기 드럼의 회전을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 편심저감패턴에 따른 상기 드럼의 회전 제어는 (a1) 상기 드럼을 정지 상태로부터 포 전부가 상기 드럼에 달라붙은 상태로 상기 드럼과 일체로 회전되는 속도 이상으로 설정된 포붙임속도까지 가속하는 단계; 및 (a2) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포붙임속도로 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 제 2 편심저감패턴에 따른 상기 드럼의 회전 제어는 (b1) 상기 드럼을 적어도 일부의 포가 상기 드럼 내에서 위치 변동 될 수 있는 범위 내에서 설정된 포풀림속도까지 가속하였다가 제동하는 것을 반복하는 단계; (b2) 상기 드럼을 정지 상태로부터 적어도 일부의 포가 상기 드럼 내에서 위치 변동될 수 있는 범위 내에서 설정된 포분산속도까지 가속하는 단계; (b3) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포분산속도로 회전시키는 단계; (b4) 상기 드럼을 상기 포붙임속도까지 가속하는 단계; 및 (b5) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포붙임속도로 회전시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은 탈수 전에, 포의 불균형한 분포 상태를 포량에 따라 최적의 방법으로 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전체 탈수과정에 소요되는 시간과 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 편심 해소 실패로 인해 포분산 과정이 반복되었던 횟수를 종래에 비해 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 세탁기를 구성하는 주요부간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 편심제어단계가 보다 구체적으로 도시된 순서도이다.
도 5는 포량이 기준치 미만인 경우에, 편심제어단계(S200)에서의 시간에 따른 드럼(30)의 회전속도 변화를 나타내는 그래프(a)와, 포량이 기준치 이상일 경우에, 편심제어단계(S200)에서의 시간에 따른 드럼(30)의 회전속도 변화를 도시한 그래프(b)이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 포량이 기준치 미안인 경우의 편심제어단계에서 시간에 따른 드럼의 회전속도 변화를 나타내는 그래프(a)와, 포량이 기준치 이상일 경우의 편심제어단계에서 시간에 따른 드럼의 회전속도 변화를 도시한 그래프(b)이다.
도 8은 드럼의 회전 속도 변화에 따른 포의 상태 변화를 차례로 도시한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 것이다. 도 2는 도 1의 세탁기를 구성하는 주요부간의 제어관계를 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(1)는 케이싱(11, 12, 16)과, 케이싱(11, 12, 16) 내부에 배치되며 물이 담기는 터브(20)와, 터브(20) 내에 회전 가능하게 배치되며 포를 수용하는 드럼(30)과, 드럼(30)을 회전시키는 구동부(40)와, 세탁기(1)를 구성하는 각부의 동작을 제어하는 제어부(72)를 포함할 수 있다.

케이싱(11, 12, 16)은 전면과 상면이 개구된 캐비닛(11)과, 상기 개구된 전면에 구비되는 캐비닛 커버(12)와, 상기 개구된 상면에 구비되는 탑플레이트(16)를 포함할 수 있다. 캐비닛 커버(12)에는 드럼(30) 내로 포가 출입될 수 있도록 출입구가 형성되고, 상기 출입구를 개폐하는 도어(13)가 캐비닛 커버(12)에 회동 가능하게 구비된다. 캐비닛 커버(12)에는 세탁기(1)의 작동을 위해 사용자로부터 각종 설정(예를 들어, 코스 선택, 시간 입력 등)을 선택 또는 입력 받는 입력부(미도시)와, 세탁기(1)의 작동 상태(예를 들어, 코스 진행 상황, 남은 시간 등)를 표시하는 표시부(미도시)를 제공하는 컨트롤 패널(15)이 구비될 수 있다.

개스킷(21)은 드럼(30)의 회전 시 도어(13)로 전달되는 충격을 완화하는 동시에 터브(20) 내의 물이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 드럼(30)의 입구와 캐비닛 커버(12)의 출입구 사이에 개재된다.

드럼(30)은 수평한 회전축을 중심으로 회전된다. 그러나, 상기 회전축은 반드시 엄격하게 수평해야만 하는 것은 아니고, 드럼(30)이 입구가 약간은 상측을 향하도록 수평에 대해 어느 정도(대략, 5도 정도) 기울어질 수도 있다. 드럼(30)의 회전 시 유발되는 터브(20)의 진동을 완충하기 위한 스프링(14) 및/또는 댐퍼(18)가 구비될 수 있다.

터브(20)와 드럼(30) 간에 물이 교류될 수 있도록 드럼(30)에는 복수의 구멍(32)이 형성될 수 있다. 또한, 드럼(30)의 내주면에는, 드럼(30)의 회전 시 포를 들어 올리기 위한 리프터(34)가 구비될 수 있다. 리프터(34)는 드럼(30)의 길이방향을 따라 길게 연장되며, 드럼(30)의 원주방향을 따라 다수개가 배열될 수 있다.

구동부(40)는 속도 제어가 가능한 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 모터는 BLDC(Brushless DC Motor)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. BLDC 등의 속도 제어가 가능한 모터를 이용하여 내조(30)의 회전속도를 제어하는 기술은 이미 세탁기 기술 분야에서 널리 알려져 있는 것으로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

수도꼭지 등의 외부 수원으로부터 물이 유입되는 급수 밸브(53)와, 급수 밸브(53)를 통해 유입된 물을 세제 또는 섬유 유연제 등의 첨가제를 수용하는 세제박스(52)로 안내하는 급수관(51)과, 세제박스(52)를 경유한 물을 드럼(30) 내로 안내하는 급수밸로우즈(54)가 구비될 수 있다.

또한, 터브(20)로부터 배출되는 물을 안내하는 배수밸로우즈(62)와, 배수밸로우즈(62)를 통해 안내된 물을 압송하는 펌프(63)가 구비될 수 있다. 펌프(63)는 배수와 순환 기능을 겸하는 것으로, 펌프(63)에 의해 압송된 물은 유로절환수단(미도시)의 적절한 동작에 의해, 순환관(64)을 통해 드럼(30) 내로 순환되거나, 배수관(65)을 통해 세탁기(1) 외부로 배출될 수 있다. 다만, 이에 한하지 않고, 실시예에 따라 배수펌프와 순환펌프가 별도로 구비될 수도 있다.

제어부(72)는 세탁기(1)를 구성하는 각종 장치들의 작동을 제어하는 것으로 마이크로 프로세서(microprocessor)를 포함할 수 있다. 이하, 세탁기의 제어방법을 설명함에 있어서, 다른 설명이 없는 한 상기 장치들은 제어부(72)에 의해 제어되는 것으로 이해하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은 드럼 내의 포량을 감지하는 포량감지단계(S100), 감지된 포량에 따라 기 설정된 패턴으로 드럼(30)을 회전시켜, 드럼(30)내에서의 포의 불균형한 배치 상태를 개선시키는 편심제어단계(S200)와, 드럼(30)이 편심 회전되는 정도, 즉, 편심량을 감지하고, 감지된 편심량(UB)을 기 설정된 허용치(UB0)와 비교하는 편심량비교단계(S300)와, 편심량비교단계(S300)에서의 비교 결과, 상기 감지된 편심량(UB)이 허용치(UB0)를 넘지 않는 경우, 드럼(30)을 고속으로 회전시켜 포를 탈수시키는 본탈수단계(S400)를 포함한다.

S100단계 내지 S400단계에 이르는 일련의 과정은, 컨트롤 패널(15)을 통해 입력된 실행 명령에 의해 단독적으로 실시될 수도 있으나, 세탁, 헹굼, 탈수의 일련의 과정으로 구성된 세탁기(1)의 1회 운전 사이클(cycle)이 실시되는 중의 일부를 구성할 수도 있다.

통상의 세탁기의 작동 과정에서, 포량은 세탁이나 헹굼의 실시를 위해 터브(20) 내로 물을 공급하기 전에 감지될 수 있으며, 이때 감지된 포량을 일반적으로 "건포량"이라고 한다. 다르게는, 포량은 탈수 실시 전 터브(20)가 배수된 상태에서 감지될 수도 있으며, 이때 감지된 포량을 일반적으로 "습포량"라고 한다. 포량감지단계(S100)는 터브(20) 내가 공수위인 상태에서 습포량을 감지하도록 구성될 수도 있고, 터브(20) 내로 급수가 실시되기 전에 건포량을 감지하도록 구성될 수도 있다.

드럼(30)이 탈수 회전할 시, 구동부(40)에 가해지는 부하는 습포량과 직접적으로 관련된 것이기는 하나, 습포량은 건포량을 추종하여 변화하는 특성을 보이기 때문에, 포량감지단계(S100)에서 건포량을 감지하고, 이를 바탕으로 탈수를 위한 구동부(40)의 구동 패턴을 결정하여도 무방하다. 따라서, 이하에서 설명하는 포량감지단계(S100)는 건포량을 감지하는 것을 예로 드나, 상술한 바와 같이 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 습포량을 감지할 수도 있음은 물론이다.

도 4는 편심제어단계가 보다 구체적으로 도시된 순서도이다. 도 5는 포량이 기준치 미만인 경우에, 편심제어단계(S200)에서의 시간에 따른 드럼(30)의 회전속도 변화를 나타내는 그래프(a)와, 포량이 기준치 이상일 경우에, 편심제어단계(S200)에서의 시간에 따른 드럼(30)의 회전속도 변화를 도시한 그래프(b)이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 편심제어단계(S200)는 포의 탈수를 위해 드럼(30)을 고속으로 회전시키기 전에, 드럼(30) 내에서의 포들의 위치를 고르게 분산시키는 단계이다. 일반적으로 탈수는 세탁이나 헹굼이 종료 된 이후 포가 수분을 많이 포함하고 있는 상태에서 실시된다. 특히, 세탁이나 헹굼 이후 배수가 실시됨으로써, 포가 드럼(30)의 하부에 모여있는 상태에서, 포분산 과정 없이 바로 드럼(30)이 충분한 속도(적어도, 포 전부가 드럼(30)의 내주면에 달라붙어 드럼(30)과 일체로 회전되는 속도)까지 가속된 후, 그 속도를 유지하며 회전되면, 포가 드럼(30)의 내주면 상에서 일정 부위에 치우친 상태로 드럼(30)이 회전되고 (이하, "편심 회전"이라고 한다.), 이러한 편심 회전은 상황에 따라 세탁기(1) 본체의 이동이나 큰 진동 소음을 발생시킬 수 있다. 따라서, 탈수 시 의류가 드럼(30)의 내주면 상에서 원주방향을 따라 최대한 고르게 분산 배치되도록 함으로써, 균형 잡힌 상태로 드럼(30)이 회전되어야 진동 발생이 억제될 수 있다.

편심제어단계(S200)는 포량감지단계(S100)에서 감지된 포량에 따라 제 1 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어(S220)하거나 제 2 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어(S230)하도록 구성될 수 있다. 제어부(72)는 포량감지단계(S100)에서 감지된 포량(P)이 기 설정된 기준치(P0) 미만이면, 제 1 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어(S220)하고, 포량(P)이 기준치(P0) 이상이면 제 2 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어할 수 있다(S230).

이렇게 포량에 따라 편심제어단계(S200)에서의 드럼(30)의 회전을 다른 방식으로 제어하는 이유는, 드럼(30) 내에 투입된 포의 조합이나 양에 따라 드럼(30)의 편심을 해소할 수 있는 최적의 가속도나 회전속도가 달라지기 때문이다.

보다 상세하게, 드럼(30)의 회전에 의한 원심력은 드럼(30)의 중심으로부터의 거리에 따라 달라지기 때문에, 드럼(30) 내에서의 포의 위치에 따라 각각의 포에 작용하는 원심력이 차이가 난다. 이때, 포에 작용하는 힘은, 원심력뿐만 아니라, 중력, 드럼(30)의 내주면과의 사이에 작용하는 마찰력, 포들끼리 상호 작용하는 척력 등이 더 있으며, 이들 힘들이 포에 미치는 영향은 드럼(30) 내에서의 포의 위치나 포의 운동 등의 인자들에 의해 좌우된다. 그런데, 이들 인자들은 드럼(30) 내의 여유 공간(예를 들어, 포들 사이의 틈새)이 어느 정도인지에 따라 영향을 받는 것들이며, 드럼(30) 내의 여유 공간은 포량과 상관성을 갖는다. 예를 들어, 드럼(30) 내 투입된 포의 전체 중량이 큰 경우(즉, 포량이 큰 값인 경우), 대게는 드럼(30) 내에 다량의 포가 존재하여, 포들 사이의 틈새가 적고 포가 자유롭게 움직이기 어렵고, 반대로 드럼(30) 내 투입된 포의 전체 중량이 작은 경우(즉, 포량이 작은 값인 경우), 대게는 드럼(30) 내에 틈새가 많아 포들이 움직일 수 있는 여지가 크다.

포량에 따라 포들에 힘들이 작용하는 태양을 좀 더 살펴보면, 포량이 상당한 양에 이르지 못한 경우, 드럼(30)이 정지된 상태에서 대부분의 포는 드럼(30)의 하부에 위치하며, 이 상태에서 드럼(30)이 회전되면 리프터(34)에 의해 포가 소정의 높이까지 상승한 후 낙하하는 동작을 반복하게 된다. 이때, 포가 들어올려지는 과정에서 받는 원심력은 드럼(30)의 반경(즉, 포가 드럼(30)의 내주면 상에 위치)을 반지름(R=Ro, Ro는 드럼의 반지름)으로 하는 값(

, m은 포의 질량, ω는 드럼의 회전 속도)이다. 이에 반해, 포량이 상당한 정도에 이르러, 드럼(30)의 중심 영역까지 포가 들어찬 경우, 드럼(30)의 중심으로부터 포들까지의 거리에 따라 포들에 작용하는 원심력이 달라질 뿐만 아니라, 포들에 작용하는 마찰력이나 포들간의 척력도 달라진다.

결론적으로, 포량에 따라 드럼(30) 내의 포의 상태가 다르고, 그로 인해 드럼(30)의 회전 시 포들에 작용하는 힘들 역시 달라지기 때문에, 최적의 방식으로 드럼(30)의 편심을 해소하기 위해서는 편심제어단계(S200)에서 포량을 고려하여 설정된 편심저감패턴에 따라 내조(30)의 회전을 제어하는 것이 유리한 것이다.

편심제어단계(S200)에서 제 1 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어하느냐 제 2 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어하느냐의 기준의 되는 포량값인 기준치(P0)는 대략 세탁기(1)의 정격용량의 절반에 대응하도록 설정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 정격용량이란 세탁기의 설계 시 규정된 최대 처리용량으로, 이러한 정격용량은 세탁기의 내구성을 고려하여 정해지며, 통상적으로 소비자가 알 수 있도록 사용 설명서나, 제품 자체에 표시되어 있다.

설명에 사용되는 용어들을 더 정의하면 다음의 표 1과 같다.

포량 구분	정의
극소용량	무부하는 아니고, 1 장 내지 몇 장 정도
소용량	극소용량보다는 많은 양으로, 2 개 이상의 의류로 구성되며 정격용량의 1/3 정도까지의 의류
중용량	2개 이상의 의류로 구성되며, 정격용량의 1/3 내지 1/2 정도의 용량
대용량	2개 이상의 의류로 구성되며, 정격용량의 2/3 내지 정격용량까지의 의류

도 4 내지 도 5의 (a)를 참조하면, 제 1 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S220)는, 드럼(30)을 정지 상태로부터 포 전부가 드럼(30)에 달라붙은 상태로 드럼(30)과 일체로 회전되는 속도 이상으로 설정된 포붙임속도(RPM3)까지 가속하는 단계(S221)와, 소정의 시간 동안 드럼(30)을 포붙임속도(RPM3)로 회전시키는 단계(S223)를 포함한다.

터브(20)가 배수된 이후, 정지 상태의 드럼(30)내에는 하부에 포가 모여 있게 되는데, 이 상태에서 제어부(72)는 가속도(a1)로 드럼(30)을 가속 회전시키고(S221), 드럼(30)의 회전속도가 포붙임속도(RPM3)에 도달하면(S222), 일정시간 동안 드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)를 유지하며 회전되도록 제어한다(S223). 가속도(a1)는 완가속 범위(표 2 참조)에서 정해지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서 설명되는 가속도들의 범위를 아래의 표 2와 같이 정의하나, 이는 어디까지나 하나의 실시예에 불과하며, 실시예에 따라 그 값들은 얼마든지 변경될 수 있다.

가속도 구분	범위
완가속	2~3.5 rpm/sec
중가속	7~9rpm/sec
중/급가속	10~13rpm/sec
급가속	13rpm/sec 이상

포붙임속도(RPM3)는 포 전부가 드럼(30)의 내주면에 달라 붙은 상태, 즉, 드럼(30)에 대한 포의 위치가 고정된 상태에 이르게 하기에 충분한 속도로써, 대략 90rpm 정도가 바람직하다.

드럼(30)이 정지 상태로부터 포붙임속도(RPM3)에 이르는 가속 과정에서, 드럼(30) 내에서 포들의 위치가 변동되는 포분산이 이루어진다. 특히, 이러한 과정은 드럼(30) 내에 중용량 이하의 포가 담긴 상태에서 실시되기 때문에, 드럼(30) 내에는 포들이 이동될 수 있는 넉넉한 공간이 마련되어 드럼(30)의 가속 과정에서 포가 분산되며, 따라서, 별도의 포분산단계(예를 들어, 후술하는 S231 내지 S234)를 실시하지 않아도 무방하다.

즉, 드럼(30) 내에 중용량 이하의 포가 담긴 경우는, 별도의 포분산단계를 실시하지 않고, 정지된 드럼(30)을 바로 포붙임속도(RPM3)까지 가속시킴으로써 탈수 완료 시까지 소요되는 전체 시간을 단축할 수 있는 것이다.

드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)로 회전되는 중에 편심량 감지부(76)에 의해 편심량이 감지될 수 있다. 편심량은 드럼(30)의 회전속도 변화량을 바탕으로 결정될 수 있다. 포붙임속도(RPM3)에서는 드럼(30)에 대한 포들의 위치가 고정이기 때문에, 이때의 드럼(30) 속도 변화는 드럼(30) 내에서 포가 치우진 정도를 반영한다. 따라서, 제어부(72)는 포붙임속도(RPM3)를 유지하며 드럼(30)이 회전되도록 구동부(40)를 제어하되, 그 제어 과정에서 발생되는 드럼(30)의 회전속도 변화량을 바탕으로 편심량을 결정할 수 있다(S250, 편심량감지단계). 다만 이에 한하지 않고, 세탁기 기술 분야에서는 편심량을 감지하는 다양한 방법들이 이미 공지되어 있는 바, 편심량 감지부(76)는 이들 공지된 기술들을 바탕으로 포량을 결정할 수도 있다.

편심량비교단계(S300)에서, 편심량감지단계(S250)에서 감지된 편심량(UB)이 기 설정된 허용치(UB0) 이내인 것으로 판단된 경우, 제어부(72)는 본탈수속도(RPM5)까지 드럼(30)을 더 가속시키고, 드럼(30)이 본탈수속도(RPM5)를 유지하며 회전되도록 구동부(40)를 제어한다. 이때, 드럼(30)은 가속도(a5)로 가속될 수 있으며, 가속도(a5)는 급가속 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 본탈수단계(S400)는 본탈수속도(RPM5)에 이르기까지 단계적으로 드럼(30)의 회전속도가 상승되도록 구성될 수도 있다.

한편, 드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)로 회전된 시간이 기 설정된 시간(ΔT1)을 경과할 때까지, 감지된 편심량(UB)이 허용치(U0) 이내로 낮아지지 않은 경우, 구동부(40)에 의해 드럼(30)이 제동되고, 다시 제 1 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S220)가 실시될 수 있다.

도 7은 드럼의 회전 속도 변화에 따른 포의 상태 변화를 차례로 도시한 것이다. 도 4, 도 5의 (b) 및 도 7을 참조하면, 제 2 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S230)는, 드럼(30)을 적어도 일부의 포가 드럼(30) 내에서 위치 변동(tumble)될 수 있는 범위 내에서 설정된 포풀림속도(RPM1)까지 가속하였다가 제동하는 것을 반복하는 포풀기단계(S231)와, 드럼(30)을 정지 상태로부터 적어도 일부의 포가 드럼(30) 내에서 위치 변동될 수 있는 범위 내에서 설정된 포분산속도(RPM2)까지 가속하는 단계(S232)와, 소정의 시간(ΔT2) 동안 포분산속도(RPM2)로 회전시키는 단계(S234)와, 드럼(30)을 포분산속도(RPM2)로부터 포 전부가 드럼(30)에 달라붙은 상태로 드럼(30)과 일체로 회전되는 속도 이상으로 설정된 포붙임속도(RPM3)까지 가속하는 단계(RPM3)와, 소정의 시간 동안 드럼(30)을 포붙임속도(RPM3)로 회전시키는 단계(S238)를 포함한다.

한편, 전술한 제 1 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어할 시에는 포풀기단계(S231)가 생략되었는데, 그 이유는 다음과 같다.

터브(20)가 배수된 후, 포들은 드럼(30)의 하부에 모인 상태가 되기 때문에, 포분산을 쉽게 하기 위해 미리 포들 사이에 틈(공간)을 마련하기 위한 포풀기단계(S231)를 실시하는 것이 좋다. 그러나, 드럼(30) 내 투입된 포량이 적은 경우는, 포들에 작용하는 중력이 작아 포들이 뭉쳐 있으려는 성향이 약하기 때문에, 드럼(30)이 회전되는 중에 포들의 위치가 쉽게 변동될 수 있고, 따라서, 포풀기단계(S231)가 생략될 수 있는 것이다.

도 8에서 (a)는 터브(20)의 배수가 완료된 상태에서, 정지된 드럼(30) 내의 포들의 분포상태를 도시한 것이고, (b)는 포풀기단계(S231)가 실시되는 중의 포들의 유동을 도시한 것으로 (a)와 비교할 시 포들 사이에 더 많은 틈이 발생한 것을 알 수 있다.

포풀기단계(S231)에서, 제어부(72)는 드럼(30)이 포풀림속도(RPM1)까지 가속되었다가 제동되는 것을 반복하도록 구동부(40)를 제어한다. 포풀림속도(RPM1)는 바람직하게는 약 45rpm으로 설정되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 포풀기단계(S231)에서 드럼(30)의 회전방향은 제동을 전후로 바뀔 수 있으며, 이러한 방향 전환은 3 내지 4회 정도 실시될 수 있으며, 회전방향이 전환되는 중에 드럼(30)은 약 0.1초 내지 1초 동안 정지상태를 유지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

포풀기단계(S231)가 완료된 후, 제어부(72)는 정지 상태의 드럼(30)을 가속 회전시키고(S232), 드럼(30)의 회전속도가 포분산속도(RPM2)에 도달하면(S233), 포분산속도(RPM2)를 유지하며 설정시간(ΔT2)동안 회전되도록 제어한다(S234). S232단계(1차 가속단계)에서 드럼(30)은 가속도(a2)로 가속될 수 있다. 가속도(a2)는 포량에 따라 다르게 설정될 수 있다. 다만, 포량이 중용량 이상의 경우, 이미 포풀기단계(S231)에서 어느 정도 뭉침이 해소된 포들이 다시 뭉칠 수 있으므로, 신속하게 드럼(30)을 가속 회전시키는 것이 좋다. 따라서, 가속도(a2)는 바람직하게는, 중가속 범위(표 2 참조) 이상에서 가속도(a1)보다 크도록 정해지나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

포분산속도(RPM2)는 적어도 일부의 포가 드럼(30) 내에서 위치 변동될 수 있는 범위(즉, 포가 드럼(30)에 달라붙은 상태로 일체로 회전되기에는 부족한 속도) 내에서 설정되며, 약 40 내지 50rpm 정도가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

드럼(30)이 포분산속도(RPM2)로 회전되는 중에, 중력이나 원심력이 포들에 미치는 작용이, 각각의 포들의 질량이나 드럼(30) 내의 위치에 따라 달라지기 때문에, 가벼운 포와 무거운 포가 서로 분리되고, 드럼(30)의 회전에 의한 원심력과 중력의 차이, 편심회전시 유발되는 드럼(30)의 움직임 등의 여러 요인에 의해 포들이 드럼(30) 내에서 고르게 분산된다. S234단계는 약 12초 내지 15초 동안 실시될 수 있다(ΔT2가 12초 내지 15초 범위에서 설정됨.).

도 8의 (c)는 제 2 편심저감패턴에 따라 S232단계가 실시되는 중에 드럼(30) 내에서의 포들의 상태를 도시한 것으로, 포풀기단계(S231, 도 8의 (b))에 비해 포들이 드럼(30) 내에서 더 넓은 영역에 걸쳐 분산되고 있음을 보여주며, 도 8의 (d)단계는 S234단계가 실시되는 중에 드럼(30) 내에서의 포들의 상태를 도시한 것으로, 포들이 드럼(30) 내에서 고르게 분산되었음을 보여준다.

한편, 실시예에 따라 제 1 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전제어(S220)도 포분산단계(S232 내지 S235)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 이러한 구성은 포량이 소용량인 경우에 적용되는 것이 바람직하며, 이 경우, 드럼(30) 내에는 포들이 유동할 수 있는 공간이 포량이 중용량 이상인 경우보다 많기 때문에 드럼(30)이 가속 회전되는 중에도 포가 분산될 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 드럼(30)의 가속 과정에서 더 오랜 시간 동안 포가 분산될 수 있도록, 드럼(30)의 회전속도가 포분산속도(RPM2)에 도달할 때까지의 가속도를 포량이 중용량 이상인 경우에 비해 낮게 설정하여, 드럼(30)의 회전 속도가 포분산속도(RPM2)에 도달하기까지 충분한 시간이 확보되도록 하는 것이 좋다. 또한, 포량이 소용량인 경우는 드럼(30)이 포분산속도(RPM2)로 회전되는 중에 다시 포들이 뭉칠 수가 있기 때문에, 드럼(30)을 포분산속도(RPM2)로 회전시키는 시간을 포량이 중용량 이상인 경우에 비해 작게 설정하는 것이 바람직하며, 예를 들어 1초 이하로 설정될 수 있다.

한편, 제 2 편심저감패턴에 따라 드럼(30)의 회전을 제어(S230)하는 과정에서, S234단계가 설정시간(ΔT2) 동안 실시된 후(S235), 제어부(72)는 드럼(30)을 가속 회전시키고(S236, 2차 가속단계), 드럼(30)의 회전속도가 포붙임속도(RPM3)에 도달하면(S237), 소정의 시간 동안 포붙임속도(RPM3)를 유지하며 회전되도록 제어할 수 있다(S238). S236단계에서 드럼(30)의 가속도(a3)는 바람직하게는 표 2의 중/급가속 범위에서, 가속도(a2)보다 크도록 정해지나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)로 회전되는 중에 편심량 감지부(76)에 의해 편심량이 감지될 수 있으며(S250), 감지된 편심량(UB)이 기 설정된 허용치(UB0) 이내인 것으로 판단된 경우, 제어부(72)는 본탈수속도(RPM5)까지 드럼(30)을 더 가속시키고, 드럼(30)이 본탈수속도(RPM5)를 유지하며 회전되도록 구동부(40)를 제어할 수 있다(S300, S400). S300단계와 S400단계는 이미 전에 설명한 바 있은 바, 그에 따르기로 하고 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)로 회전된 시간이 기 설정된 시간(ΔT3)을 경과할 때까지, 감지된 편심량(UB)이 허용치(U0) 이내로 낮아지지 않은 경우, 구동부(40)에 의해 드럼(30)이 제동되고, 다시 제 2 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S230)가 실시될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 포량이 기준치 미안인 경우의 편심제어단계에서 시간에 따른 드럼의 회전속도 변화를 나타내는 그래프(a)와, 포량이 기준치 이상일 경우의 편심제어단계에서 시간에 따른 드럼의 회전속도 변화를 도시한 그래프(b)이다. 이하, 중복된 설명을 피하기 위해, 전술한 실시예에서와 동일한 단계에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 전술한 바에 따르기로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은, 드럼(30)을 포붙임속도(RPM3)를 유지하며 회전하도록 제어한 후에, 다시 드럼(30)을 포붙임속도(RPM3)로부터 편심량감지속도(RPM4)까지 더 가속시키는 단계(S225, S240)와, 가속에 의해 드럼(30)의 회전속도가 편심량감지속도(RPM4)에 도달한 이후(S226, S241), 편심량감지속도(RPM4)를 유지하며 회전되도록 제어하는 단계(S227, S242)를 포함한다.

보다 상세하게, 제 1 편심감지패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S220)는 1차 가속에 의해 드럼(30)을 가속하고(S221), 설정시간(ΔT4) 동안 드럼(30)을 포붙임속도(RPM3)로 회전시킨 후, S225단계 내지 S227단계를 더 실시할 수 있다. 도 6에서 S225단계는 S221단계(1차 가속단계)와의 구별을 위해 "2차 가속"이라고 표시되었으며, 이때의 가속도(a4)는 1차 가속에서의 가속도(a1)보다 크며, 바람직하게는 표 2의 고가속 범위에서 설정된다.

드럼(30)이 편심량감지속도(RPM4)로 회전되는 중에 편심량 감지부(76)에 의해 편심량이 감지될 수 있으며, 감지된 편심량(UB)이 허용치(UB0) 이내이면 본탈수(S400)가 실시되고, 그렇지 않고, 드럼(30)이 편심량감지속도(RPM4)로 회전된 시간이 기 설정된 시간(ΔT5)을 경과할 때까지, 감지된 편심량(UB)이 허용치(U0) 이내로 낮아지지 않은 경우, 구동부(40)에 의해 드럼(30)이 제동되고, 다시 제 1 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S220)가 실시될 수 있다.

제 2 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S230)는 S238단계에서 드럼(30)이 포붙임속도(RPM3)를 유지하며 회전된 시간이 설정시간(ΔT6)에 이르면(S239), S240 내지 S242단계를 더 실시할 수 있다. 도 6에서 S240단계는 S232단계(1차 가속단계) 또는 S236단계(2차 가속단계)와의 구별을 위해 "3차 가속"이라고 표시되었으며, 이때의 가속도(a4)는 1차 가속단계에서의 가속도(a2) 또는 2차 가속에서의 가속도(a3)보다 크며, 바람직하게는 표 2의 고가속 범위에서 설정된다.

드럼(30)이 편심량감지속도(RPM4)로 회전되는 중에 편심량 감지부(76)에 의해 편심량이 감지될 수 있으며, 감지된 편심량(UB)이 허용치(UB0) 이내이면 본탈수(S400)가 실시되고, 그렇지 않고, 드럼(30)이 편심량감지속도(RPM4)로 회전된 시간이 기 설정된 시간(ΔT7)을 경과할 때까지, 감지된 편심량(UB)이 허용치(U0) 이내로 낮아지지 않은 경우, 구동부(40)에 의해 드럼(30)이 제동되고, 다시 제 2 편심저감패턴에 따른 드럼(30)의 회전 제어(S230)가 실시될 수 있다.

S225단계(또는, S240단계)에서는 가속도(a4)가 크기 때문에 드럼(30)의 회전속도가 포붙임속도(RPM3)로부터 편심량감지속도(RPM4)에 신속하게 도달할 수 있으며, 따라서, 이미 S223(또는, S238)단계에서 드럼(30)에 대한 위치가 고정된 포의 상태가 드럼(30)의 가속 과정에서도 그대로 유지될 수 있다. 다만, 가속도(a4)는 가급적이면 큰 것이 좋으나, 드럼(30)의 회전속도가 편심량감지속도(RPM4)를 오버슈트(overshoot)하지는 않는 범위에서 설정되는 것이 바람직하다.

Claims

포를 수용하는 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되는 세탁기의 제어방법에 있어서,
상기 드럼 내의 포량을 감지하는 포량감지단계; 및
상기 감지된 포량이 기 설정된 기준치 미만이면, 제 1 편심저감패턴에 따라 상기 드럼의 회전을 제어하고, 상기 감지된 포량이 상기 기준치 이상이면 제 2 편심저감패턴에 따라 상기 드럼의 회전을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 편심저감패턴에 따른 상기 드럼의 회전 제어는,
(a1) 상기 드럼을 정지 상태로부터 포 전부가 상기 드럼에 달라붙은 상태로 상기 드럼과 일체로 회전되는 속도 이상으로 설정된 포붙임속도까지 가속하는 단계; 및
(a2) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포붙임속도로 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 제 2 편심저감패턴에 따른 상기 드럼의 회전 제어는,
(b1) 상기 드럼을 적어도 일부의 포가 상기 드럼 내에서 위치 변동 될 수 있는 범위 내에서 설정된 포풀림속도까지 가속하였다가 제동하는 것을 반복하는 단계;
(b2) 상기 드럼을 정지 상태로부터 적어도 일부의 포가 상기 드럼 내에서 위치 변동될 수 있는 범위 내에서 설정된 포분산속도까지 가속하는 단계;
(b3) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포분산속도로 회전시키는 단계;
(b4) 상기 드럼을 상기 포붙임속도까지 가속하는 단계; 및
(b5) 소정의 시간 동안 상기 드럼을 상기 포붙임속도로 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 (b2)단계와 상기 (b4)단계의 가속도는 상이한 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기준치는,
세탁기의 정격용량의 1/2 이상에 대응하는 포량값인 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (a1)단계는,
상기 드럼을 상기 포붙임속도까지 2 내지 3.5 rpm/sec로 가속 회전시키는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (b2)단계는,
상기 드럼을 상기 포분산속도까지 7 내지 9 rpm/sec로 가속 회전시키는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (b4)단계는,
상기 드럼을 상기 포붙임속도까지 10 내지 13 rpm/sec로 가속 회전시키는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 포붙임속도는 90rpm인 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (b1)단계는,
상기 드럼의 제동을 전후로 상기 드럼의 회전방향이 전환되는 세탁기의 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 드럼의 회전방향이 전환되는 것은 3 내지 4회 실시되는 세탁기의 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 드럼은 회전방향이 전환되는 중에 0.1초 내지 1초 동안 정지되는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 포풀림속도는 45rpm인 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼이 상기 포붙임속도로 회전되는 중에 편심량을 감지하는 단계; 및
상기 감지된 편심량이 허용치 미만이면, 상기 드럼을 상기 포붙임속도로부터 가속 회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼을 상기 포붙임속도로부터 편심량감지속도까지 가속 회전시키는 단계;
상기 드럼을 소정의 시간 동안 상기 편심량감지속도로 회전시키는 단계;
상기 드럼이 상기 편심량감지속도로 회전되는 중에 편심량을 감지하는 단계; 및
상기 감지된 편심량이 허용치 미만이면, 상기 드럼을 상기 편심량감지속도로부터 가속 회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 편심량감지속도는 108rpm인 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (b2)단계에서 상기 드럼이 상기 포분산속도까지 가속 회전되는 가속도는, 상기 (a1)단계에서 상기 드럼이 상기 포붙임속도까지 가속 회전되는 가속도보다 큰 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (b4)단계에서 상기 드럼이 상기 포붙임속도까지 가속 회전되는 가속도는, 상기 (b2)단계에서 상기 드럼이 상기 포분산속도까지 가속 회전되는 가속도보다 큰 세탁기의 제어방법.