KR102455064B1 - 세탁기 및 그의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운전 시에 발생하는 진동 및 소음을 줄이기 위한 세탁기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는 캐비닛과, 상기 캐비넷에 수용되는 터브와, 상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되는 드럼과, 상기 터브에 설치되며, 상기 드럼을 관통하는 수평축을 통해 상기 드럼에 회전 동력을 제공하는 모터와, 상기 캐비닛에 설치되며, 상기 캐비닛의 진동량을 측정하는 진동감지센서와, 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하기 위한 설정 진동량이 저장된 메모리와, 측정된 진동량 및 상기 설정 진동량을 비교하여 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하는 제어부를 포함한다. 그리고 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 모터의 회전속도를 감속시킨다. 따라서, 세탁기의 진동 및 소음 발생이 줄어들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는 캐비닛과, 상기 캐비넷에 수용되는 터브와, 상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되는 드럼과, 상기 터브에 설치되며, 상기 드럼을 관통하는 수평축을 통해 상기 드럼에 회전 동력을 제공하는 모터와, 상기 캐비닛에 설치되며, 상기 캐비닛의 진동량을 측정하는 진동감지센서와, 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하기 위한 설정 진동량이 저장된 메모리와, 측정된 진동량 및 상기 설정 진동량을 비교하여 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하는 제어부를 포함한다. 그리고 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 모터의 회전속도를 감속시킨다. 따라서, 세탁기의 진동 및 소음 발생이 줄어들 수 있다.
Description
본 발명은 세탁기 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 세탁, 탈수, 및/또는 건조 등의 여러 작용을 통해 세탁물을 처리하는 장치이다. 세탁기는 물이 담기는 외조와, 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되며, 물이 통과하는 다수의 통공이 형성된 내조를 포함한다.
세탁기는, 상측으로부터 세탁물(또는, 포)의 투입이 이루어지는 형태로써, 내조가 수직한 축을 중심으로 회전되는 탑 로드(top load) 방식의 세탁기와, 전방으로부터 세탁물의 투입이 이루어지는 형태로써 내조(또는, 드럼)가 수평한 축을 중심으로 회전되는 프론트 로드(front load) 방식의 세탁기를 포함할 수 있다.
이러한 세탁기는, 상기 내조 내에 의류나 침구 등의 세탁물이 투입된 상태에서, 사용자가 컨트롤 패널을 이용하여 원하는 코스를 선택하면, 선택된 코스에 대응하여 기설정된 알고리즘이 실행됨으로써, 급/배수, 세탁, 헹굼, 탈수 등이 실시된다.
세탁기의 운전은 통상적으로, 세탁행정, 헹굼행정, 및 탈수행정으로 구분될 수 있다. 이러한 행정의 진행 과정은 컨트롤 패널에 구비된 디스플레이로 확인 가능하다.
세탁행정은 내조 내로 물과 함께 세제를 공급하여, 세제에 의한 화학작용과, 펄세이터, 및/또는 내조의 회전에 의한 물리적 작용을 이용하여 세탁물에 묻은 오염물을 제거하는 것이다.
헹굼행정은 내조 내로 세제가 용해되지 않은 깨끗한 물을 공급하여, 세탁물를 헹구는 것으로, 특히, 헹굼행정으로 인하여, 세탁행정시 세탁물에 흡수된 세제가 제거될 수 있다. 헹굼행정 시에는 내조 내로 물과 함께 섬유 유연제가 공급되기도 한다.
탈수행정은 헹굼행정이 완료된 이후에, 내조를 고속으로 회전시켜 세탁물을 탈수시키는 것이다. 통상적으로 탈수행정이 완료됨으로써, 세탁기의 모든 운전이 종료될 수 있다. 다만, 건조 겸용 세탁기의 경우에는, 탈수행정 이후에 건조행정이 더 추가될 수 있다.
한편, 탈수행정을 위한 내조의 고속회전 과정에서, 내조 내부에 있는 세탁물이 한쪽으로 쏠려 있는 경우, 내조의 회전 중심축이 중심부를 벗어나(또는, 편중되어) 세탁기 캐비넷에 진동이 발생할 수 있다. 이러한 진동으로 인하여, 소음이 발생될 뿐만 아니라, 탈수효과가 낮아지는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 세탁기 캐비넷의 진동으로 인하여, 세탁기의 기계적 수명이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원인은 종래에 출원(이하, 선행문헌)을 실시한 바 있다. 선행문헌의 정보는 아래와 같다.
1. 공개번호(공개일):10-2005-0110071(2005년 11월 22일)
2. 발명의 명칭: 세탁기의 볼밸런서
선행문헌의 세탁기에는, 탈수행정시 회전되는 내조의 평형을 유지시키기 위한 볼 밸런서(ball balancer)가 구비된다. 세탁물의 편심으로 인하여 내조의 중심이 어느 한쪽으로 쏠릴 경우, 볼 밸런서의 볼은 세탁물이 편심된 다른 한쪽으로 이동될 수 있다. 이러한 볼 밸런서의 특성으로 내조의 편심이 보정되어, 세탁기 캐비넷의 진동이 줄어들 수 있었다.
한편, 탈수행정 과정에서, 상기 볼 밸런서에 구비되는 볼의 회전속도와 세탁기 내조(또는, 모터)의 회전속도 간에 차이가 발생할 수 있다. 그리고 이러한 회전속도의 차이에 의해 상기 세탁기에는 공진 대역이 발생할 수 있다. 상기 공진 대역은, 세탁기 자체의 물성으로, 급격하게 진동이 발생하는 내조의 회전속도 구간을 의미할 수 있다.
이러한 공진 대역을 회피하기 위하여, 종래에는, 제품 설계 과정에서, 탈수행정에서 발생하는 공진 대역을 미리 파악하고, 실제 탈수행정 시 상기 공진 대역 을 회피하도록, 내조의 회전속도를 미리 설정한다.
한편, 제품 설계 과정에서 설정한 공진 대역은, 제품의 설치환경(또는, 외부환경요소)에 따라 가변될 수 있다. 일례로, 세탁기가 설치되는 바닥의 상태(일례로, 기울기)나, 서비스맨의 숙련도에 의한 세탁기 설치상태(바닥면에 대한 세탁기 캐비켓의 기울기)에 의해 설계 과정에서 설정한 세탁기의 공진 대역 및 사용자의 공간에 설치된 세탁기의 공진 대역이 서로 달라질 수 있다.
또한, 세탁기 운전 시간이 누적됨에 따라, 세탁기가 설치된 바닥의 상태가 달라질 수 있다. 이때, 제품 설계 과정에서 설정한 세탁기의 공진 대역 및 사용자의 공간에 설치된 세탁기의 공진 대역이 서로 달라질 수 있다.
위와 같은 문제로, 미리 설정된 세탁기의 공진대역 및 사용자의 공간에 설치된 세탁기의 공진 대역의 차이로, 여전히 상기 세탁기의 탈수행정 과정에서 진동 및 소음이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 운전 시에 발생하는 진동 및 소음을 줄이기 위한 세탁기 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 외부환경 요소로 인하여 운전 시에 발생하는 진동 및 소음을 줄일 수 있는 세탁기 및 그의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 운전 시간 누적에 의해 진동 및 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있는 세탁기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 일실시예에 따른 제 1 발명의 세탁기는, 캐비닛에 설치되며, 상기 캐비닛의 진동량을 측정하는 진동감지센서와, 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하기 위한 설정 진동량이 저장된 메모리와, 측정된 진동량 및 상기 설정 진동량을 비교하여 상기 캐비닛의 이상진동을 판단하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 모터의 회전속도를 감속시키므로, 모터의 회전속도가 감속되므로 캐비닛에 발생되는 진동 및 소음이 줄어들 수 있다.
제 2 발명에 따른 상기 제어부는, 상기 측정된 진동량이 상기 설정 진동량 보다 클 경우, 상기 캐비닛에 이상진동이 발생한 것으로 판단한다다.
제 3 발명에서, 상기 메모리에는 상기 모터의 출력레벨에 대응되는 회전속도인 제 1 속도와, 상기 이상진동이 발생할 것으로 예측되는 한계속도와, 상기 한계속도 보다 작은 제 2 속도가 저장된다.
제 4 발명에 따른 상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 상기 모터의 출력레벨이 입력되면 상기 제 1 속도로 상기 모터를 구동시킨다.
그리고 상기 제어부는 설정시간이 경과하면 상기 모터를 상기 제 2 속도로 감속시킨다.
제 5 발명에 따른 상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제 1 회전속도로 구동되는 과정에서 상기 이상진동이 인식되는 경우, 상기 한계속도를 설정속도만큼 줄인다.
그리고 상기 제어부는 상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 제 2 속도를 줄일 수 있다.
제 3 발명 내지 제 5 발명에 따르면, 상기 모터가 드럼의 밸런싱을 위한 제 2 속도로 운전될 때, 바닥의 기울기, 설치자의 순련도 등을 포함하는 외부환경 요소에 의해 세탁기에 진동 및 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있다.
제 6 발명에 따른 상기 제어부는 상기 캐비넷에 이상진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 이상진동이 발생한 시점의 상기 모터의 회전속도를 메모리에 저장한다.
제 7 발명에 따른 상기 제어부는 상기 이상진동이 발생한 시점의 상기 모터의 회전속도가 설정횟수 저장되면, 저장된 모터의 회전속도들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 평균값을 상기 한계속도로 하여 상기 메모리에 업데이트한다.
제 8 발명에 따른 상기 제어부는 상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 제 2 속도를 가변시킬 수 있다.
제 6 발명 내지 제 8 발명에 따르면 운전시간 누적에 따라 가변되는 세탁기의 내부요소(일례로, 각 구성의 내구도) 및 외부요소(일례로, 바닥의 기울기)에 대응하여 한계속도가 가변될 수 있다. 따라서, 운전시간이 누적되더라도, 세탁기의 진동 및 소음이 증가하는 현상을 줄일 수 있다.
제 9 발명에서, 상기 드럼의 편심을 보상하는 밸런서를 더 포함한다.
제 10 발명에서, 상기 밸런서는 상기 드럼의 전면에 배치되며, 상기 드럼의 외주면을 따라 배치된다.
제 11 발명의 세탁기의 제어방법은. 탈수행정 레벨이 입력되는 단계와, 상기 탈수행정 레벨에 대응되는 회전속도로 모터가 구동되는 단계와, 캐비닛의 이상 진동 여부를 모니터링 하는 단계와, 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 모터의 회전속도를 감속하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 세탁기 및 그의 제어방법에 의하면, 탈수행정 과정에서, 이상진동이 감지되면, 상기 세탁기의 제어부는 모터의 회전속도를 감속시킨다. 따라서, 세탁기의 진동 및 소음 발생이 줄어들 수 있다.
또한, 상기 이상진동이 감지되면, 입력된 탈수행정 레벨에 대응되는 한계속도(공진RPM)를 줄일 수 있다. 그리고 상기 제어부는 줄어든 한계속도에 비례하여 상기 탈수행정 레벨에 대응되는 상기 모터의 회전속도를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 세탁기의 다음번 탈수행정 시에, 상기 모터의 회전속도가 한계속도에 근접하여 상기 세탁기에 진동 및 소음이 발생되는 현상이 줄어들 수 있다. 아울러 제품설계 과정에서 설정된 한계속도가 다양한 설치환경에 적합한 한계속도로 변경될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 탈수행정 과정에서 상기 이상 진동이 감지될 때의 회전속도들을 설정 횟수동안 기록하고, 이를 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 산출한 평균값을 새로운 한계속도로 업데이트할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 한계속도의 변화량을 이용하여 상기 탈수행정과정에 대응되는 회전속도를 업데이트시킬 수 있다. 따라서, 운전시간 누적에 따라 상기 세탁기의 설치 환경 또는 제품의 상태가 가변되더라도, 상기 모터의 회전속도가 한계속도에 도달하여, 상기 세탁기에 진동 및 소음이 유발되는 현상을 줄일 수 있다.
또한, 세탁기 설치 서비스 제공시에, 한계속도 설정모드를 이용하여, 사용자의 설치환경에 적합한 모터의 한계속도 설정할 수 있다. 따라서, 사용자에게 개선된 설치 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 세탁기의 조립상태, 서비스맨의 설치 숙련도 등과 같은 외부요소로 인하여 상기 세탁기에 진동 및 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 사시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 세탁기의 종단면도이다.
도 3은 일실시예에 따른 세탁기의 제어구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 진동을 줄이기 위한 세탁기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 일실시예에 따른 세탁기의 종단면도이다.
도 3은 일실시예에 따른 세탁기의 제어구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 진동을 줄이기 위한 세탁기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
이하에서는, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
[세탁기의 구성]
도 1은 본 발명의 일실시에에 따른 세탁기의 사시도이고, 도 2는 일실시예에 따른 세탁기의 종단면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기(1)는 크게, 외관을 형성하는 캐비닛(cabinet: 10)과, 상기 캐비닛(10) 전면에 장착되며 세탁물 출입구(11)가 형성된 프론트 커버(front cover: 12)와, 세탁물이 수용되는 드럼(drum: 20)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 세탁기(1)는 상기 드럼(20)에 회전 동력을 제공하는 모터(motor: 30)와, 상기 드럼(209) 및 상기 모터(30)를 수용하는 터브(tub: 40)를 포함할 수 있다.
상기 캐비닛(10)은 대략 육면체 형상으로 구비될 수 있다. 그리고 상기 세탁기(1)의 캐비닛(10) 내부에는 다수의 부품이 설치되기 위한 공간이 형성될 수 있다. 상기 다수의 부품은, 일례로, 상기 드럼(20), 상기 모터(30), 상기 터브(40), 상기 모터를 제어하는 제어구성 등을 포함할 수 있다.
상기 프론트 커버(12)에는 세탁물 출입구(11)가 형성될 수 있다. 상기 세탁물 출입구(11)는 대략 상기 프론트 커버(12)의 중심부에 형성될 수 있다. 그리고 상기 프론트 커버(12)에는 상기 세탁물 출입구(11)를 개폐하는 도어(13)가 회동 가능하게 설치될 수 있다. 상기 도어(door: 13) 및 상기 터브(40) 사이에는 개스킷(gascket: 미도시)이 구비되어 기밀이 유지될 수 있다.
상기 세탁기(1)는 상기 캐비닛(10)의 정면 상단에 구비되는 컨트롤 패널(control panel: 14)을 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 패널(14)은 상기 세탁기(1)의 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이(display: 141)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 패널(14)에는 상기 세탁기(1)의 동작을 조작하기 위한 다수의 버튼 또는 노브가 구비될 수 있다.
상기 세탁기(1)는 상기 캐비닛(10)의 전면 상단에 구비되는 세제서랍(15)을 더 포함할 수 있다. 상기 세제서랍(15)은 상기 컨트롤 패널(14)의 측방에 구비될 수 있다. 상기 세제서랍(15)은 세제가 투입 및 저장되는 부분 및 전면으로 노출되는 부분이 일체인 형상으로 구비될 수 있다.
상기 세제서랍(15)은 냉/온수가 공급되는 급수배관(도 2의 51)과 연결될 수 있다. 상기 세제서랍(15)에는 상기 급수배관(51)으로부터 냉/온수가 유입될 수 있다. 그리고 세제서랍(15)의 세제 및 섬유 유연제 중 적어도 하나와 혼합된 물은 상기 터브(40)를 경유하여 세탁물이 수용되는 드럼(20) 내부에 공급될 수 있다.
상기 세탁기(1)는 상기 캐비닛(10) 전면 하단에 구비되는 서비스 커버(service cover: 16)를 더 포함할 수 있다. 상기 서비스 커버(16)는 상기 세탁기(1)가 정지된 상태에서 개방하여 상기 세탁기(1) 내에 존재하는 잔수를 제거할 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 드럼(20)은 대략 원통 형상으로 구비될 수 있다. 상기 모터(30)는 상기 터브(40)에 고정될 수 있다. 상기 모터(30)에는 상기 터브(40)에 대하여 수평하게 구비되는 구동축(31)이 결합될 수 있다. 그리고 상기 구동축(31)은 상기 드럼(20)을 관통할 수 있다. 따라서, 상기 모터(30)의 구동에 의해 상기 구동축(31)이 회전되면, 상기 터브(40)에 수용된 상기 드럼(20)은 상기 구동축(31)과 함께 회전될 수 있다. 상기 터브(40)에는 세탁수가 유입될 수 있다. 이때, 세탁수가 상기 터브(40)의 외부로 누수되지 않도록, 상기 터브(40)는 기밀성을 가질 수 있다.
상기 드럼(20)의 일측에는 세탁물의 투입되기 위한 개구부가 형성될 수 있다. 상기 개구부의 위치는 상기 세탁물 출입구(11)의 위치에 대응될 수 있다. 상기 개구부는 상기 도어(13)의 회동에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
상기 도어(13), 상기 드럼(20) 및 상기 도어(13)의 위치관계를 정리하면, 상기 드럼(20)의 일측에는 도어(13)가 위치될 수 있고, 상기 도어(13)를 마주보는 상기 드럼(20)의 타측에는 상기 모터(30)에 연결된 구동축(31)이 위치될 수 있다.
한편, 상기 세탁기(1)는 상기 드럼(20)의 내측면에 설치되는 리프터(21)를 더 포함할 수 있다. 상기 리프터(21)는 상기 드럼(20)의 전후 방향(도면에서 좌우 방향)으로 길게 연장된 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 리프터(21)는 상기 드럼(20)의 내측면에서 상기 드럼(20)의 내측으로 소정의 높이로 돌출되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 리프터(21)는 복수 개로 구비될 수 있다. 이때, 복수의 리프터(21) 각각은 상기 드럼(20)의 원주방향을 따라 설정간격 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 드럼(20)이 회전될 때, 상기 리프터(21)는 세탁물이 일정 높이에서 중력에 의해 낙하되도록 세탁물을 퍼 올릴 수 있다.
상기 드럼(20)에는 다수의 통공(22)이 형성될 수 있다. 상기 터브(40)에 유입된 세탁수는 상기 통공(22)을 통해 상기 드럼(20) 내부로 유입될 수 있다. 또한, 세탁행정 후 탈수 시에, 상기 드럼(20)에 있는 세탁수는 상기 통공(22)을 통해 상기 터브(40)측으로 배수될 수 있다. 이때 상기 터브(40)측으로 유입된 세탁수는 배수배관(52)을 통해 캐비닛(10) 외부로 배수될 수 있다.
상기 터브(40)의 외주면 상부측 및 상기 케이스(10)의 상부측 내측 사이에는 상기 터브(40)의 진동을 감쇠하기 위한 댐퍼(damper: 41)가 설치될 수 있다.
상기 세탁기(1)는 상기 드럼(20)의 전면에 배치되며, 상기 드럼(20)의 원주 방향을 따라 링형으로 형성되는 밸런서(balancer: 45)를 포함할 수 있다. 상기 밸런서(45)는 상기 드럼(20)의 회전 시에 발생하는 언밸런싱을 보상할 수 있다.
일례로, 상기 밸런서(45)는 내부에 다수 개의 금속 볼을 구비한 환형의 레이서로 구성되고, 레이서 내부에는 유체가 채워져있는 볼 밸런서(ball balaner)를 포함할 수 있다. 상기 드럼(20)이 언밸런싱 상태로 회전될 때, 상기 레이서 내부에 구비된 볼은 상기 언밸런싱 회전에 의한 원심력의 차이에 의해 무게 편차를 보상하는 방향으로 이동된다. 이러한 상기 볼 밸런서의 특성에 의해 상기 드럼(20)은 밸런싱 상태로 회복될 수 있다.
다른 예로, 상기 밸런서(45)는 내부에 액체(일례로, 소금물) 충전된 후 열융착으로 완전 밀폐된 환형의 레이서로 구성된 액체 밸런서를 포함할 수 있다. 상기 액체 밸런서는 상기 드럼(20)의 회전 시, 원심력에 의해 액체가 액체 밸런서의 원주방향으로 잘 분포되도록 하여, 상기 드럼(20)의 밸런싱 상태가 유지될 수 있도록할 수 있다.
한편, 상기 세탁기(1)는 상기 캐비닛(10)의 내부에 설치되는 진동측정센서(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 진동측정센서(60)는 상기 캐비닛(10)에 부착되어, 상기 상기 캐비닛(10)의 진동을 측정할 수 있다. 상세히, 상기 진동측정센서(60)는 상기 드럼(20)의 회전에 의해 상기 캐비닛(10)에 발생하는 진동을 측정할 수 있다. 상기 진동측정센서(60)에서 측정된 진동량(이하, 측정 진동량)은 상기 모터(30)의 회전속도(또는, RPM이라 함.)를 제어하는 제어부(도 3의 990)에 전달될 수 있다.
[세탁기의 제어구성]
도 3은 일실시예에 따른 세탁기의 제어구성을 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 세탁기(1)는 전원부(910)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(910)는 상용전원을 상기 세탁기(1)의 각 제어구성의 규격에 적합한 전원으로 변환시킨 후, 상기 세탁기(1)의 각 제어구성에 공급할 수 있다. 일례로, 상기 전원부(910)는 상기 모터(30)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 세탁기(1)는 사용자 명령이 입력되는 입력부(920)와 입력된 명령에 대응되는 화면이 표시되는 출력부(930)를 포함할 수 있다. 상기 입력부(920)는 상기 컨트롤 패널(14)에 구비되는 다수의 버튼 또는 노브를 포함하 수 있다. 또한, 상기출력부(930)는 상기 컨트롤 패널(14)의 디스플레이(141)를 포함할 수 있다.
상기 세탁기(1)는 메모리(940)를 포함할 수 있다. 상기 메모리(memory: 940)에는, 탈수행정 레벨(level, 또는 수준)에 따라 상기 모터(30)의 회전속도(모터RPM)인 제 1 모터RPM이 미리 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리(940)에는 상기 제 1 모터RPM 보다 작으며 상기 드럼(20)의 균형잡힌 회전(밸런싱(balancing))을 위한 회전속도인 제 2 모터RPM이 미리 저장될 수 있다. 또한, 메모리(940)에는, 상기 제 1 모터RPM 및 상기 제 2 모터RPM 사이에 형성되는 공진RPM을 포함할 수 있다. 또는, 상기 메모리(940)에는, 상기 제 1 모터RPM 및 상기 제 2 모터RPM 사이에 공진RPM값들이 모여있는 공진대역을 포함할 수 있다.
한편, 상기 탈수행정 레벨은 복수로 구성될 수 있다. 그리고 복수의 탈수행정 레벨 중 어느 하나가 사용자의 명령에 의해 설정될 수 있다. 즉, 상기 사용자의 입력부(920)에 입력되는 명령에 기반하여 상기 탈수행정 레벨이 설정될 수 있다. 입력되는 탈수행정 레벨이 높을수록 상기 모터(30)의 회전속도는 높게 설정될 수 있다.
다른 예로, 상기 세탁기(1)에는 상기 드럼(20) 내부에 있는 세탁물의 무게를 측정하는 무게감지센서(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 무게감지센서에 의해 측정되는 값에 기반하여 상기 탈수행정 레벨이 설정될 수 있다. 상기 드럼(20) 내부에 있는 세탁물의 무게가 무거울수록 상기 모터(30)의 RPM은 높게 설정될 수 있다. 상기 탈수행정 레벨은 설정 개수의 단계로 구분될 수 있다. 일례로, 상기 탈수행정은 5개의 레벨로 구분될 수 있다. 그리고 상기 탈수행정 수준에 비례하여 상기 모터(30)의 RPM은 증가하도록 설정될 수 있다. 일례로, 1레벨 탈수행정의 모터RPM이 가장 작은 값일 수 있고, 5레벨 탈수행정의 모터RPM이 가장 큰 값일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 탈수행정 레벨은 모터의 출력을 결정하는 것이므로 모터의 출력레벨이라 이름할 수 있다.
한편, 상기 메모리(90)에는, 제품 설계 과정에서, 상기 캐비닛(10)의 진동량이 설정 수준 이상이 되는 것을 방지하기 위한 공진RPM이 미리 저장될 수 있다. 상기 공진RPM은 입력된 탈수행정 레벨에 기반하여 설정될 수 있다.
본 명세서에서, 상기 공진RPM은 한계속도(critical speed) 또는, 임계속도라 이름할 수 있다.
또한, 상기 메모리(90)에는 각각의 탈수행정 레벨에 따라 상기 공진RPM이 설정될 수 있다. 이때, 각 레벨의 모터RPM은, 각 레벨의 공진RPM보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 탈수행정 시에 상기 캐비닛(10)에 진동이 발생되는 현상을 줄일 수 있다.
상기 세탁기(1)는 입력되는 탈수행정 수준에 기반하여 상기 모터(30)의 회전속도(모터RPM)을 제어하는 제어부(990)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(990)는 상기 입력부(920)에서 입력되는 상기 탈수행정 레벨에 기반하여 상기 모터(30)의 회전속도를 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어부(990)는 세탁물 무게에 의해 대응되는 모터RPM으로 탈수행정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제어부(990)는 상기 메모리(940)에 미리 저장된 탈수행정 레벨에 따른 상기 모터(30)의 회전속도를 참조할 수 있다.
또한, 상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)에서 측정되는 진동량에 기초하여 상기 메모리(940) 설정된 공진RPM을 업데이트(update) 시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(990)는, 상기 5레벨 탈수행정에 대응되는 회전속도로 상기 모터(30)를 구동시킬 수 있다. 상기 제어부(990)는 설정된 상기 5레벨 탈수행정에 대응되는 모터RPM으로 구동될 수 있다. 또한, 상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)를 제어하여, 상기 탈수행정 과정에서 발생하는 상기 캐비닛(10)의 진동량을 모니터링할 수 있다.
한편, 상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)에서 측정되는 진동량이 기설정된 진동량 보다 큰 경우, 현재 캐비닛(10)의 진동량이 이상수준 즉, 이상진동상태 것으로 인식할 수 있다. 상기 이상진동상태는, 소음이 과다하게 발생되고, 제품의 내구 손실을 야기시킬 수 있는 상기 캐비닛(10)의 진동 상태로 이해될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제어부(990)는 상기 메모리(990)에 기저장된 공진RPM 정보를 삭제하고, 현재의 모터RPM을 새로운 공진RPM으로 저장할 수 있다. 다르게 표현하면, 현재 측정되는 진동량이 기설정된 진동량 보다 큰 것으로 인식될 때, 상기 제어부(990)는 상기 현재 측정되는 진동량에 대응되는 모터RPM을 해당 탈수행정 레벨의 공진RPM으로 업데이트 시킬 수 있다. 그리고 업데이트 전후의 공진RPM 변화량 만큼 상기 해당 탈수행정 레벨의 모터RPM을 재설정(또는, 업데이트)할 수 있다.
위와 같은 구성에 따르면, 현재 측정되는 진동량에 따라서 공진RPM이 가변될 수 있으므로, 세탁기가 설치되는 바닥의 상태, 서비스맨의 설치 숙련도 등의 외부 환경 요소에 영향으로 진동 및 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 오랜기간 동안 세탁기의 운전시간 누적으로 인하여 바닥의 상태가 가변되더다도, 공진RPM이 계속해서 업데이트 될 수 있으므로, 유지보수 소요가 줄어들뿐만 아니라, 사용자의 편의성이 향상되는 장점이 있다.
[탈수행정에서 진동을 줄이기 위한 세탁기의 제어방법]
도 4는 일 실시예에 따른 진동을 줄이기 위한 세탁기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제어부(990)에는 탈수행정 레벨이 입력될 수 있다(S11). 일례로, 상기 탈수행정 레벨은 상기 입력부(920)를 통해 사용자로부터 입력될 수 있다. 다른 예로, 상기 탈수행정 레벨은 상기 무게 감지 센서에 의해 자동으로 입력될 수 있다.
상기 제어부(990)는 입력된 탈수행정 레벨에 대응되는 모터RPM으로 상기 모터(30)를 구동시킬 수 있다(S13). 상세히, 상기 제어부(99)는 입력된 탈수행정 레벨에 대응되는 제 1 모터RPM으로 상기 모터(30)를 구동시킬 수 있다. 그리고 설정시간이 경과되면 상기 제 1 모터RPM 보다 작은 제 2 모터RPM으로 상기 모터(30)를 구동시킬 수 있다.
상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)를 제어하여, 탈수행정 과정에서 발생하는 상기 케이싱(10)의 진동량을 모니터링할 수 있다(S15, S29). 상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)에서 측정되는 측정 진동량 및 상기 메모리(940)에 기저장된 설정 진동량을 서로 비교할 수 있다.
상기 제어부(990)는 상기 측정 진동량이 상기 설정 진동량 보다 큰 경우, 현재 모터RPM을 임시RPM(또는, 예비속도)로 저장할 수 있다(S17). 이때, 상기 임시RPM과 현재의 탈수행정 레벨이 함께 저장될 수 있다.
상기 제어부(990)는 설정RPM(또는, 설정속도)만큼 상기 모터(30)의 제 2 모터RPM을 감속시킬 수 있다(S19). 상기 설정RPM은 일례로, 50RPM일 수 있다.
그리고 상기 제어부(990)는 제 2 설정시간 동안 상기 진동감지센서(60)에서 측정되는 측정 진동량이 상기 설정 진동량을 초과하는지 모니터링할 수 있다(S21). 상기 제 2 설정시간은 탈수행정이 완료되기까지 남은 시간으로 이해될 수 있다.
상기 제 2 설정시간 동안 상기 측정 진동량이 설정 진동량을 초과하는 것으로 인식되면, 상기 제어부(990)는 단계 S17단계에서 상기 메모리(940)에 저장한 임시RPM을 현재 상기 진동감지센서(60)에서 측정된 진동량에 대응되는 모터RPM으로 업데이트할 수 있다.
한편, 상기 제 2 설정시간 동안 상기 측정 진동량이 설정 진동량을 초과하지 않는 것으로 인식되면, 상기 제어부(990)는 상기 세탁기(1)의 운전횟수가 설정횟수에 도달했는지 확인할 수 있다(S23). 상기 운전횟수는 상기 세탁기(1)의 탈수행정이 수행된 횟수로 이해될 수 있다. 그리고 상기 설정횟수는 일례로, 30회일 수 있다.
상기 세탁기(1)의 운전횟수가 설정횟수에 도달한 것으로 인식되면, 상기 제어부(990)는 상기 메모리(940)에 저장된 임시RPM 들을 기반으로 새로운 공진RPM을 산출할 수 있다(S25). 상기 제어부(990)는 설정횟수 동안 저장한 임시RPM을 상기 메모리(940)로부터 불러올 수 있다. 그리고 상기 제어부(990)는 상기 설정횟수 동안 저장한 임시RPM들을 기반으로 평균값을 산출할 수 있다. 이때, 상기 평균값으로 산출되기 위한 임시RPM들은 동일한 탈수행정 레벨에 대한 모터RPM일 수 있다. 상기 제어부(990)는 상기 평균값을 새로운 공진RPM으로 업데이트할 수 있다. 상기 설정횟수는 일례로, 30회일 수 있다.
상기 제어부(990)는 상기 공진RPM의 변화량을 기초로 입력된 탈수행정 레벨에 대한 제 2 모터RPM을 업데이트(또는, 재설정)할 수 있다. 상기 제어부(990)는 상기 공진RPM의 변화량에 비례하여 상기 탈수행정 레벨에 대한 제 2 모터RPM을 업데이트할 수 있다. 예를들면, 상기 공진RPM의 변화량이 300RPM이고, 입력된 탈수행정 제 1 레벨에 대한 상기 모터(30)의 제 1 모터RPM이 2400RPM이고, 제 2 모터RPM이 1800RPM일 수 있다. 이때, 상기 제어부(990)는 상기 제 1 모터RPM을 유지한 상태에서, 상기 제 2 모터RPM을 1500RPM으로 가변시킬 수 있다.
상기 제어부(990)는 상기 탈수행정이 완료될 때까지, 업데이트된 제 2 모터RPM으로 상기 모터(30)를 구동시켜 상기 탈수행정을 진행할 수 있다(S29, S13). 또한, 상기 제어부(990)는 단계 S13 내지 S29 과정을 반복하면서, 상기 캐비닛(10)이 이상 진동하는 것을 모니터링하고, 진동을 줄이는 방향으로 상기 세탁기(1)의 탈수행정을 진행할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 탈수행정 과정에서 이상진동이 감지되면, 상기 세탁기(1)의 제어부(990)는 상기 모터(30)의 회전속도를 감속하므로 진동 및 소음 발생이 줄어들 수 있다.
또한, 상기 제어부(990)는 탈수행정 과정에서, 상기 이상진동이 감지되면 입력된 탈수행절 레벨에 대응되는 공진RPM을 줄일 수 있다. 그리고 상기 제어부(990)는 줄어든 공진RPM에 비례하여 상기 탈수행정 레벨에 대응되는 상기 제 2 모터RPM을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 세탁기(1)의 다음번 탈수행정 시에, 상기 모터(30)가 공진대역에 진입하는 현상을 줄일 수 있다. 아울러 제품설계 과정에서 설정된 공진RPM이 다양한 설치환경에 적합한 공진RPM으로 변경될 수 있다.
또한, 상기 제어부(990)는 탈수행정 과정에서 상기 이상진동이 감지될 때의 모터RPM들을 설정횟수동안 기록하고, 상기 모터RPM들을 이용하여 평균값을 산출한다. 그리고 상기 제어부(990)는 산출한 평균값을 새로운 공진RPM으로 업데이트할 수 있다. 상기 제어부(990)는 상기 공진RPM의 변화량을 이용하여 상기 탈수행정과정에 대응되는 제 2 모터RPM을 업데이트할 수 있다. 따라서, 운전시간 누적에 따라 상기 세탁기(1)의 설치환경(바닥면의 기울기 또는 제품의 상태(일례로, 기울기))가 가변되더라도, 상기 모터(30)가 공진대역에 진입하며 진동 및 소음을 유발하는 현상을 줄일 수 있다.
이하에서는 다른 실시예를 제안한다.
서비스맨이 사용자의 설치환경에 상기 세탁기(1)를 최초 설치시에 상기 공진RPM은 상기 사용자의 설치환경에 맞게 설정되는 것도 가능하다. 상세히, 서비스맨은 상기 사용자의 설치환경에 상기 세탁기(1)를 설치 완료한 뒤, 상기 세탁기(1)에 상기 공진RPM을 설정할 수 있다. 서비스맨에 의해, 상기 입력부(920)에는 '공진RPM 설정모드(또는, 한계속도 설정모드)'가 입력될 수 있다.
상기 공진RPM 설정모드가 입력되면, 상기 제어부(990)는 탈수행정 레벨을 입력받을 수 있다. 일례로, 상기 탈수행정 레벨은 5단계로 구성될 수 있다. 그리고 각 단계의 탈수행정 마다 상기 메모리(940)에는 제1모터RPM과, 제2모터RPM과, 공진RPM이 미리 저장된 상태일 수 있다.
상기 제어부(990)는 입력받는 탈수행정 레벨에 기초하여 상기 모터(30)를 구동시킬 수 있다. 그리고 상기 제어부(990)는 상기 진동감지센서(60)를 통해 상기 캐비닛(10)의 이상진동상태 여부를 모니터링할 수 있다.
상기 제어부(990)는 상기 이상진동이 인식되면, 상기 메모리(940)에 현재 모터RPM을 공진RPM으로 업데이트할 수 있다. 물론, 이전 실시예에 포함된 내용처럼, 설정횟수 동안 탈수행정 운전을 반복하고, 상기 설정횟수 동안 상기 이상진동이 발생한 모터RPM들을 기반으로 산출한 평균값을 상기 공진RPM으로 업데이트하는 것도 가능하다.
본 실시예에 의하면, 사용자의 설치환경에 적합한 상기 세탁기(1)의 공진RPM을 설정할 수 있다. 따라서, 사용자에게 개선된 설치 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예에 의하면 바닥면의 기울기, 세탁기의 조립상태, 서비스맨의 설치 숙련도 등과 같은 외부요소로 인하여 상기 세탁기(1)에 진동 및 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있다.
1: 세탁기 10: 캐비닛
13: 도어 20: 드럼
30: 모터 31: 구동축
40: 터브 45: 밸런서
60: 진동감지장치 910: 전원부
920: 입력부 930: 출력부
940: 메모리 990: 제어부
13: 도어 20: 드럼
30: 모터 31: 구동축
40: 터브 45: 밸런서
60: 진동감지장치 910: 전원부
920: 입력부 930: 출력부
940: 메모리 990: 제어부
Claims (14)
- 캐비닛;
상기 캐비닛에 수용되는 터브;
상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되는 드럼;
상기 터브에 설치되며, 상기 드럼을 관통하는 수평축을 통해 상기 드럼에 회전 동력을 제공하는 모터;
상기 모터의 출력레벨이 입력되는 입력부;
상기 캐비닛에 설치되며, 상기 캐비닛의 진동량을 측정하는 진동감지센서;
상기 캐비닛의 이상진동을 판단하기 위한 설정 진동량이 저장된 메모리; 및
측정된 진동량이 상기 설정 진동량 보다 클 경우, 상기 캐비닛에 이상진동이 발생한 것으로 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 메모리에는, 상기 모터의 출력레벨에 대응되는 회전속도인 제 1 속도와, 상기 이상진동이 발생할 것으로 예측되는 한계속도와, 상기 한계속도 보다 작은 제 2 속도가 저장되고,
상기 제어부는, 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 발생한 시점의 상기 모터의 회전속도를 메모리에 저장하고, 상기 모터의 회전속도를 감속시키며,
상기 제어부는, 저장된 모터의 회전속도들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 평균값을 상기 한계속도로 하여 상기 메모리에 업데이트하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력부를 통해 상기 모터의 출력레벨이 입력되면, 상기 제 1 속도로 상기 모터를 구동시키고, 설정시간이 경과하면 상기 모터를 상기 제 2 속도로 감속시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 모터가 상기 제 1 회전속도로 구동되는 과정에서 상기 이상진동이 인식되는 경우,
상기 한계속도를 설정속도만큼 줄이고, 상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 제 2 속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 세탁기.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 제 2 속도를 가변시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 드럼의 편심을 보상하는 밸런서를 더 포함하는 세탁기.
- 제 9 항에 있어서,
상기 밸런서는 상기 드럼의 전면에 배치되며, 상기 드럼의 외주면을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
- 탈수행정 레벨이 입력되는 단계;
상기 탈수행정 레벨에 대응되는 회전속도로 모터가 구동되는 단계;
캐비닛의 이상 진동 여부를 모니터링 하는 단계; 및
상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되면, 상기 모터의 회전속도를 감속하는 단계;
상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단되지 않으면, 운전횟수가 설정횟수에 도달하는지 판단하는 단계;
상기 운전 횟수가 설정횟수에 도달한 것으로 인식되면, 메모리에 저장된 임시rpm들을 기반으로 새로운 공진rpm을 산출하는 단계; 를 포함하는 세탁기의 제어방법.
- 제 11 항에 있어서, 캐비닛의 이상 진동 여부를 모니터링 하는 단계는,
상기 캐비닛의 진동량 및 설정 진동량을 비교하는 단계와,
상기 캐비닛의 진동량이 설정 진동량이 큰 것으로 인식되는 경우, 제어부는 상기 캐비닛에 이상 진동이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 모터의 회전속도를 감속하는 단계는,
입력된 탈수행정 레벨에 대응되는 한계속도가 설정속도만큼 감속되는 단계와,
상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 모터의 회전속도가 감속되는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 모터의 회전속도를 감속하는 단계는,
상기 이상 진동이 발생된 시점의 회전속도를 설정 횟수 동안 상기 메모리에 저장하는 단계와,
상기 메모리에 저장된 회전속도들의 평균값을 산출하는 단계와,
산출한 평균값을 새로운 한계속도로 업데이트 하는 단계와,
상기 한계속도의 변화량에 비례하여 상기 모터의 회전속도가 가변되는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
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