KR102643585B1

KR102643585B1 - 세탁기의 제어방법

Info

Publication number: KR102643585B1
Application number: KR1020160180854A
Authority: KR
Inventors: 정환진; 임명훈; 우경철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2024-03-04
Also published as: KR20180076562A

Abstract

본발명의 세탁기의 제어방법은 (a) 물이 담긴 터브 내에 회전 가능하게 구비된 드럼 내의 세탁물이 상기 드럼의 내주면 상에서 떨어지지 않도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 드럼 내로 물을 분사하도록 구성된 적어도 하나의 노즐로 상기 터브로부터 배출된 물을 공급하는 펌프의 회전속도를 상승시키는 단계와, (b) 상기 드럼의 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 미만의 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 펌프의 회전속도를 기 설정된 제 1 회전속도로 제어하는 단계와, (c) 상기 드럼 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 내지 110도에 대응하는 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 펌프의 회전속도를 상기 제 1 회전속도 보다 높은 제 2 회전속도로 제어하는 단계를 포함한다.

Description

세탁기의 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING WASHING MACHINE}

본 발명은 속도 가변 펌프를 이용한 세탁기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는, 물과 세제의 화학적 분해 작용과 물과 세탁물간의 마찰 등 물리적 작용 등을 이용하여, 의복, 침구 등(이하, '세탁물'이라 약칭함)에 묻은 오염물질을 분리해내는 장치를 통칭하는 것이다.

이러한 세탁기는 물이 담기는 터브와, 상기 터브 내에 회전 가능하게 구비되어 세탁물을 수용하는 드럼을 포함한다. 최근의 세탁기는 상기 터브로부터 배출된 물을 순환 펌프를 이용하여 순환시키고, 이렇게 순환된 물을 노즐을 통해 상기 드럼 내로 분사하도록 구성되기도 한다. 그런데, 이와 같은 종래의 세탁기는 상기 순환 펌프가 정속으로 회전되기 때문에, 상기 노즐의 분사압 역시 일정하다.

특히, 최근에는 상기 드럼에 투입된 세탁물의 유동에 다양성을 부여하기 위해 상기 드럼의 회전을 제어하는 새로운 기술들이 개발되고 있다. 그러나, 종래와 같이 노즐을 통해 분사되는 수압이 일정한 경우, 획기적인 성능 향상을 기대할 수 없는 한계가 있다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 첫째, 필트레이션모션, 롤링모션 및 텀블링모션이 실시되는 최선의 순서를 강구하고, 각 모션이 실시되는 중에 펌프를 최적으로 제어하여, 세탁성능은 향상시키면서도, 소비전력은 절감한 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 포를 균일하게 풀어주어 탈수 진입이 용이하게 이루어질 수 있는 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은 필트레이션 분사단계와, 롤링 분사단계와, 텀블링 분사단계가 차례로 실시되도록 구성된다.

필트레이션 분사단계는 필트레이션모션을 실시하면서, 드럼 내로 순환수의 분사가 이루어지는 단계이다. 특히, 드럼 내의 세탁물이 상기 드럼의 내주면 상에서 떨어지지 않도록 상기 드럼이 일방향으로 회전되고, 이때, 터브로부터 배출된 물을 상기 노즐로 공급하는 펌프의 회전속도가 상승된다.

롤링 분사단계는, 롤링모션을 실시하면서, 드럼 내로 순환수의 분사가 이루어지는 단계이다. 상기 드럼의 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 미만의 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼이 일방향으로 회전되고, 이때, 상기 펌프의 회전속도는 기 설정된 제 1 회전속도로 제어된다.

텀블링 분사단계는 텀블링모션을 실시하면서, 드럼 내로 순환수의 분사가 이루어지는 단계이다. 텀블링 분사단계에서는, 상기 드럼 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 내지 110도에 대응하는 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼이 일방향으로 회전되고, 이때, 상기 펌프의 회전속도는 상기 제 1 회전속도 보다 높은 제 2 회전속도로 제어한다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은 롤링모션과 텀블링모션에서의 펌프의 회전속도를 다르게 제어함으로써, 각 모션에 최적화된 분사 수류를 형성할 수 있다.

특히, 속도 가변이 가능한 펌프를, 롤링모션시 텀블링모션시 보다 낮추어 구동함으로써, 롤링모션에 적접한 분사 패턴을 유도할 수 있고, 롤링모션시의 세탁성능이 향상되고, 세탁성능의 편차는 줄어드는 효과가 있다.

특히, 필트레이션 분사단계에서는 드럼 내측의 깊숙한 곳에 위치한 포들까지도 충분히 적셔지고, 이후에 수행되는 롤링 분사에서는 포에 작용하는 물리력이 강화될 뿐만 아니라, 물을 절약하고, 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있고, 그 후에 텀블링 분사단계를 실시함으로써, 포를 균일하게 풀어주어 탈수진입을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 포에 뭍은 오염이 원활하게 제거되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요부 간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요 구성들을 모식적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기가 구현 가능한 드럼구동모션들을 보여주는 도면이다.
도 6은 드럼구동모션들의 세척력 및 진동수준을 비교한 그래프이다.
도 7은 드럼구동모션들에 따른 펌프 회전속도 범위를 도시한 그래프이다.
도 8은 필트레이션모션에서의 구동 모터의 속도(a)와, 펌프 모터의 속도(b)를 도시한 것이다.
도 9는은 롤링모션과 텀블링모션에서의 구동 모터의 속도(a)와, 펌프 모터의 속도(b)를 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어방법에 의한 구동 모터의 속도(a)와, 펌프 모터의 속도(b)를 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 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요부 간의 제어관계를 도시한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요 구성들을 모식적으로 도시한 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기가 구현 가능한 드럼구동모션들을 보여주는 도면이다. 도 6은 드럼구동모션들의 세척력 및 진동수준을 비교한 그래프이다. 도 7은 드럼구동모션들에 따른 펌프 회전속도 범위를 도시한 그래프이다. 도 8은 필트레이션모션에서의 구동 모터의 속도(a)와, 펌프 모터의 속도(b)를 도시한 것이다. 도 9는 롤링모션과 텀블링모션에서의 구동 모터의 속도(a)와, 펌프 모터의 속도(b)를 도시한 그래프이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어방법에 의한 구동 모터의 속도와, 펌프 모터의 속도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 케이싱(10)은 세탁기의 외관을 형성하며, 전면에 세탁물이 투입되는 투입구(12h)가 형성된다. 케이싱(10)은 전면이 개방되고, 좌측면, 우측면, 후면을 갖는 캐비닛(11)과, 캐비닛(11)의 개구된 전면에 결합되고, 투입구(12h)가 형성된 전면 패널(12)을 포함할 수 있다. 캐비닛(11)의 저면과 상면은 개방되어 있으며, 상기 저면에는 세탁기를 지지하는 수평한 베이스(미도시)가 결합될 수 있다. 또한, 케이싱(10)은 캐비닛(11)의 개방된 상면을 덮는 탑플레이트(13)와, 전면 패널(12)의 상측에 배치되고, 케이싱(10)의 전면의 일부분을 구성하는 컨트롤 패널(14)을 더 포함할 수 있다.

투입구(12h)를 개폐하는 도어(20)가 케이싱(10)과 회전 가능하게 결합될 수 있다. 도어(20)는 대략 중앙부가 개구되고, 전면 패널(12)에 회전 가능하게 결합 되는 도어 프레임(21)과, 도어 프레임(21)의 개구된 중앙부에 설치되는 윈도우(22)를 포함할 수 있다.

케이싱(10) 내에는 물이 담기는 터브(31)가 배치될 수 있다. 터브(31)는 세탁물이 투입될 수 있도록, 전면에 입구가 형성되고, 상기 입구가 개스킷(60)에 의해 케이싱(10)에 형성된 투입구와 연통되어 있다.

개스킷(60)은 터브(31)에 담긴 물이 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다. 전단부는 케이싱(10)의 전면(또는, 전면 패널(12))과 겹합되고, 후단부는 터브(31)의 입구와 결합되며, 상기 전단부와 상기 후단부 사이가 관상의 형태로 연장된다. 개스킷(60)은 유연한 또는 탄력성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 개스킷(60)은 천연고무 또는 합성수지로 이루어질 수 있다.

개스킷(60)은 케이싱(10)의 투입구 둘레에 결합되는 케이싱 결합부(61)와, 터브(31)의 입구 둘레에 결합되는 터브 결합부(62)와, 케이싱 결합부(61)로부터 터브 결합부(62)로 연장되는 연장부(63)를 포함할 수 있다.

연장부(63)에는 케이싱 결합부(61)로부터 터브 결합부(62)를 향해 평평하게(evenly) 연장되는 평탄부(64)가 형성되고, 평탄부(64)와 터브 결합부(62) 사이에 접철부(65)가 형성될 수 있다.

접철부(65)는 터브(31)가 편심 방향으로 이동할 시 접혀지거나 펼쳐진다. 접철부(65)는 개스킷(60)의 전둘레에 걸쳐 형성될 수 있다.

노즐(83a, 83b)은 평탄부(64)에 설치될 수 있다. 실시예에 따라, 노즐(83a, 83b)은 평탄부(64)와 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 평탄부(64)에 노즐 체결구(미도시)가 형성되고, 개스킷(60)과 별개의 부품으로 형성된 노즐의 유입관(미도시, 펌프에 의해 압송된 물이 유입되는 관)이 상기 노즐 체결구에 삽입/고정될 수 있다. 어느 경우나, 바람직하게는, 드럼(40)을 향해 물을 분사하는 노즐의 출구는 개스킷(60)에 의해 둘러 쌓인 내측에 위치하고, 순환수 안내관(18)이 개스킷(60)의 외측에서 상기 유입관과 연결된다.

전면 패널(12)은 투입구의 둘레가 외측으로 말려 있으며, 이렇게 말려진 부분의 외주면에 의해 형성된 오목한 부분 내에 케이싱 결합부(61)가 끼워진다. 케이싱 결합부(61)에는 철사가 감기는 환형의 홈이 형성되고, 상기 홈을 따라 철사가 감겨진 후, 철사의 양단이 결속됨으로써, 케이싱 결합부(61)가 전면 패널(12)이 투입구 둘레에 공고하게 고정된다.

터브(31) 내에는 세탁물이 수용되는 드럼(40)이 회전 가능하게 구비된다. 드럼(40)에는, 터브(31)와 연통되는 다수의 통공(47)이 형성될 수 있다. 또한, 드럼(40)의 내주면 상에는, 드럼(40)의 회전시 세탁물을 들어 올리기 위한 리프터(45)가 구비될 수 있다.

드럼(40)은 세탁물을 수용하며, 상기 세탁물이 투입되는 투입구가 전면에 위치하도록 배치되며, 대략 수평한 회전 중심선(C)을 중심으로 회전된다. 다만, 여기서의 "수평"은 수학적으로 엄밀한 의미로써 사용된 용어는 아니다. 즉, 실시예에서와 같이 회전 중심선(C)이 수평에 대해 소정의 각도(예를 들어, 5도 이하)로 기울어진 경우 역시 수평에 근접하기 때문에, 대략적으로 수평하다라고 할 수 있다.

터브(31)는 케이싱(10)의 바닥에 설치된 댐퍼(16)에 의해 지지될 수 있다. 드럼(40)의 회전시 유발되는 터브(31)의 진동이 댐퍼(16)에 의해 감쇄된다.

수도 꼭지 등의 외부 수원으로부터 공급된 물을 터브(31)로 안내하는 급수호스(미도시)와, 상기 급수호스를 단속하는 급수밸브(미도시)가 구비될 수 있다.

터브(31)에는 물을 배출하는 배수구가 형성되고, 배수 밸로우즈(17)가 상기 배수구와 연결될 수 있다. 배수 밸로우즈(17)로 배출된 물을 펌핑하는 펌프(36)가 구비될 수 있다.

펌프(36)는 배수 밸로우즈(17)를 통해 배출된 물을 배수관(19)으로 압송하는 기능과, 후술하는 순환수 안내관(18)으로 압송하는 기능을 선택적으로 수행할 수 있다.

펌프(36)는 물을 압송하기 위한 임펠러(미도시)와, 상기 임펠러가 수용되는 펌프 하우징(미도시)과, 상기 임펠러를 회전시키는 펌프 모터(92)를 포함할 수 있다. 펌프 하우징에는 배수 밸로우즈(17)를 통해 물이 유입되는 유입포트(미도시)와, 임펠러에 의해 압송된 물을 배수관(18)으로 토출하는 배수 토출포트()와, 상기 임펠러에 의해 압송된 물을 순환수 안내관(18)으로 토출하는 순환수 토출포트(미도시)가 형성될 수 있다.

펌프 모터(92)는 정/역 회전이 가능한 것일 수 있다. 임펠러가 회전되는 방향에 따라, 배수 토출포트를 통해 물이 토출되거나, 순환수 토출포트를 통해 물이 토출될 수 있다. 이러한 구성은, 펌프 하우징의 구조를 적절하게 설계함으로써 구현될 수 있으며, 이와 같은 기술은 한국공개특허공보 제10-2013-0109354호 등에 이미 공지된 것인 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

순환수 안내관(18)의 입구는 상기 순환수 토출포트와 연결되어 있고, 출구는 후술하는 노즐(83a, 83b)과 연결되어 있다. 그러나, 이에 한하지 않고, 터브(31)로부터 배출된 물을 순환수 안내관(18)으로 압송하는 순환 펌프(36)와, 터브(31)로부터 배출된 물을 배수관(19)으로 압송하는 배수 펌프가 별도로 구비될 수 있다. 제어부(미도시)의 제어하에, 기설정된 알고리즘에 따라 순환 펌프가 작동되거나 (예를 들어, 세탁시), 상기 배수 펌프가 작동될(예를 들어, 배수시) 수 있다. 이하, 펌프(36)는 배수 겸용의 순환 펌프인 것으로 예를 든다.

한편, 펌프 모터(92)는 회전 속도가 제어되는 가변속 모터이다. 실시예에 따라, 배수 펌프와 별도로 순환 펌프가 구비되는 경우, 상기 순환 펌프를 구성하는 펌프 모터가 가변속 모터일 수 있다.

펌프 모터(92)는 BLCD 모터(Brushless Direct Current Motor)가 적당하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 펌프 모터(92)의 속도 제어를 위한 드라이버가 더 구비될 수 있고, 상기 드라이버는 인버터 드라이버일 수 있다. 인버터 드라이버는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여, 목표한 주파수로 모터에 입력한다.

펌프 모터를 제어하는 제어부(91)가 더 구비될 수 있다. 제어부(91)는 비례-적분 제어기(PI controller: Proportional-Integral controller), 비례-적분-미분 제어기(PID controller: Proportional-Integral-Derivative controller) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제어기는 펌프 모터(92)의 출력값(예를 들어, 출력 전류)을 입력으로 받아, 이를 바탕으로 펌프 모터(92)의 회전속도(또는, 회전수)가 기 설정된 목표 회전속도(또는, 목표 회전수)를 추종하도록 상기 드라이버의 출력값을 제어할 수 있다.

한편, 제어부(91)는 펌프 모터(92)뿐만 아니라, 세탁기의 작동 전반을 제어할 수 있으며, 이하에서 언급되는 각부의 제어는, 별다른 언급이 없더라도, 제어부(91)의 제어에 의해 이루어지는 것으로 이해하도록 하자.

펌프(36)에 의해 압송된 순환수를 드럼(40) 내로 분사하기 위한 적어도 하나의 노즐(83a, 83b)이 구비될 수 있다. 실시예에서는 개스킷(60)의 좌, 우 양측에 각각 구비된 노즐(83a, 83b)이, 드럼(40) 중심 보다 하측에서 상향으로 물을 분사하도록 구성되었으나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 즉, 노즐의 개수나 위치는 다양한 변형 실시가 가능하고, 다만, 어느 경우에든지, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 공급되는 수압이 증가할수록 더 드럼(40)의 깊숙한 곳까지 물을 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하는 것이 바람직하고, 더 나아가, 상기 노즐은 공급되는 수압이 높을수록 더 상향으로 물을 분사하도록 구성되는 것이 바람직하다.

다르게는, 복수의 노즐이 구성되고, 이들 노즐 중 적어도 하나는, 공급되는 수압이 높을수록 더 드럼(40)의 깊숙한 곳까지 물을 분사하도록 구성되고, 다른 적어도 하나는 공급되는 수압이 높을수록 더 상향으로 물을 분사하도록 구성될 수 있다.

각 노즐(83a, 83b)의 출구는 드럼(40) 내측을 향해 상향으로 개구될 수 있다. 따라서, 일정 수압 이상으로 물이 공급될 시, 각 노즐(83a, 83b)을 통한 분사는 드럼(40)의 내측으로 상향 경사진 방향으로 이루어지고, 분사된 물이 드럼(40)의 깊숙한 곳까지 이를 수 있다.

한편, 노즐(83a, 83b)로 공급되는 물의 수압이 충분치 않은 경우에는 노즐(83a, 83b)의 출구를 통해 분사된 물이 상향으로 충분히 진행하지 못하고, 중력에 의해 쉽게 하강되기 때문에, 드럼(40) 내측으로 깊숙한 곳에 이르지 못한다.

도 4에는 충분한 수압으로 펌프(36)에 의해 물이 공급될 시의 분사 형태가 "a" 로 표시되어 있고, 그 보다 수압이 낮은 경우는 "b"로 표시되어 있다. 즉, 펌프(36)의 회전속도가 가변됨에 따라 노즐(83a, 83b)을 통해 분사되는 수류의 형태가 a와 b사이에서 가변될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기가 구현 가능한 드럼구동모션들을 보여주는 도면이다. 이하에서는, 도 5를 참조하여, 드럼구동모션들에 대해서 상세히 설명한다.

드럼구동모션은 드럼(40)의 회전방향과 회전속도의 조합을 의미하고, 드럼구동모션에 의해 드럼(40) 내부에 위치하는 세탁물은 낙하방향이나 낙하시점이 달라지게 되고, 그 결과 드럼(40) 내부에서의 세탁물의 유동이 달라지게 된다. 드럼구동모션은 제어부(91)에 의해 구동 모터(93)가 제어됨으로써 구현된다.

세탁물은 드럼(40)의 회전 시 드럼(40) 내주면에 구비된 리프터(45)에 의해 상승하게 되므로, 드럼(40)의 회전속도와 회전방향을 제어함으로써 세탁물에 가해지는 충격을 달리할 수 있게 된다. 즉, 세탁물간의 마찰, 세탁물과 세탁수 간의 마찰, 그리고 세탁물의 낙하 충격 등의 기계력을 달리할 수 있게 된다. 다시 말하면, 세탁을 위해 세탁물을 두드리거나 비비는 정도를 달리할 수 있고, 세탁물의 분산이나 뒤집힘 정도를 달리할 수 있게 된다.

한편, 이러한 다양한 드럼구동모션을 구현하기 위하여 구동 모터(93)는 직결식 모터임이 바람직하다. 즉, 모터의 스테이터가 터브(31)이 후방에 고정되고, 모터의 로터와 함께 회전되는 구동축(38)이 드럼(40)을 직접 구동시키는 형태가 바람직하다. 이는 모터의 회전 방향, 토크 등을 제어함으로써, 시간적인 지연이나 백래시(backlash)를 최대한 방지하여 즉각적으로 드럼구동모션을 제어할 수 있기 때문이다.

반면, 모터의 회전력을 풀리 등을 통하여 회전축에 전달하는 형태에서는 시간적인 지연이나 백래시가 허용되는 형태의 드럼구동모션, 예를 들어, 텀블링 구동이나 스핀 구동 등은 가능하나, 그 밖의 다양한 드럼구동모션을 구현하는 데는 적합하지 않다. 구동 모터(93)와 드럼(40)의 구동 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 5의 (a)는 롤링모션(rolling motion)을 보여주는 도면이다. 롤링모션은 구동 모터(93)가 드럼(40)을 일방향으로 회전(바람직하게는, 1회전 이상)시키되, 드럼(40) 내주면에 있는 세탁물이 드럼(40)의 회전방향으로 약 90도 미만의 위치에서 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하도록 제어되는 모션이다.

예를 들어, 구동 모터(93)가 드럼(40)을 약 40RPM으로 회전시키면, 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물은 드럼(40)의 회전방향을 따라 소정 높이 상승한 뒤, 드럼(40)의 최저점으로부터 회전방향 약 90도 미만의 위치에서 구르듯이 드럼(40)의 최저점을 향해 유동하게 된다. 시각적으로는 드럼(40)이 시계방향으로 회전할 시, 드럼(40)의 3사분면에서 세탁물들이 지속적으로 구르는 형태가 된다.

롤링모션시, 세탁물은 세탁수와의 마찰, 세탁물간의 마찰, 그리고 드럼(40) 내주면과의 마찰을 통해 세탁된다. 이 때, 세탁물의 뒤집힘이 충분히 발생되어 세탁물을 부드럽게 비벼빠는 효과를 얻을 수 있게 된다.

여기서, 드럼(40)의 회전속도(rpm)는 드럼(40)의 반경과의 관계에서 결정된다. 즉, 드럼(40)의 회전속도가 커질수록 드럼(40) 내의 세탁물에 작용하는 원심력도 커진다. 상기 원심력과 중력과의 크기 차이로 인해 드럼(40) 내부에서의 세탁물의 유동이 달라지게 된다. 물론, 드럼(40)의 회전력과 드럼(40)과 세탁물 사이의 마찰력도 고려되어야 한다. 이와 같이, 세탁물에 작용하는 여러 힘들을 고려할 시, 롤링모션에서의 드럼(40)의 회전속도는, 원심력과 마찰력이 합이 중력(1G)보다 작은 범위에서 정해진다.

도 5의 (b)는 텀블링모션(tumbling motion)을 보여주는 도면이다. 텀블링모션은 구동 모터(93)가 드럼(40)을 일방향으로 회전(바람직하게는, 1회전 이상)시키되 드럼(40) 내주면에 있는 세탁물이 드럼(40)의 회전방향으로 약 90도 내지 110도 위치에서 드럼(40)의 최저점으로 낙하하도록 제어되는 모션이다. 텀블링모션은 드럼(40)을 적정한 회전속도로 일방향으로 회전하도록 제어만 하면 기계력이 발생되므로 세탁과 헹굼 시 일반적으로 사용되는 드럼구동모션이다.

즉, 드럼(40)에 투입된 세탁물은 구동 모터(93)가 구동되기 전 드럼(40)의 최저점에 위치하게 된다. 구동 모터(93)가 드럼(40)에 토크를 제공하면 드럼(40)은 회전하게 되고, 드럼(40)의 내주면에 구비된 리프터(45) 또는 드럼(40) 내주면과의 마찰력에 의해 세탁물이 드럼(40) 내 최저점에서 소정높이까지 상승하게 된다. 예를 들어, 구동 모터(93)가 드럼(40)을 약 46rpm정도로 회전시키면 세탁물은 드럼(40)의 최저점에서 회전방향으로 약 90도 내지 110도 위치에서 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하게 된다.

텀블링모션에서의 드럼(40)의 회전속도는, 원심력이 롤링모션의 경우 보다 더 크게 발생되나, 중력보다는 적게 발생되는 범위에서 정해질 수 있다.

시각적으로 텀블링 모션은, 드럼(40)이 시계방향으로 회전할 시, 세탁물이 드럼(40)의 최저점으로부터 90도 위치 내지는 2사분면까지 상승한 뒤 드럼(40) 내주면으로 분리되어 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하는 형태가 된다.

따라서, 텀블링모션시 세탁물은 세탁수와의 마찰 및 낙하에 의해 유발되는 충격력에 의해 세탁되며, 특히, 롤링모션의 경우보다 더 큰 기계력에 의해 세탁된다. 특히, 텀블링모션 시 엉켜진 세탁물이 분리되고, 세탁물의 분산이 이루어지는 효과가 있다.

도 5의 (c)는 스텝모션(step motion)을 보여주는 도면이다. 스텝모션은 구동 모터(93)가 드럼(40)을 일방향으로 회전(바람직하게는, 1회전에 미치지 못함.)시키되 드럼(40) 내주면에 있는 세탁물이 드럼(40)의 최고점(드럼(40)의 회전방향으로 약 180도 위치)에서 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하도록 제어되는 모션이다.

즉, 스텝모션은 세탁물이 원심력에 의해 드럼(40)의 내주면에서 낙하하지 않는 속도(즉, 원심력에 의해 세탁물이 드럼(40)의 내주면에 달라 붙은 상태로 드럼(40)과 함께 회전되는 속도)로 드럼(40)을 회전시킨 후 드럼(40)을 급제동함으로써 세탁물에 충격력을 극대화하는 모션이다.

예를 들어, 구동 모터(93)가 드럼(40)을 약 60rpm 이상으로 회전시키게 되면, 세탁물은 원심력에 의해, 낙하 없이 회전(즉, 드럼(40)의 내주면에 달라 붙은 상태로 드럼(40)과 함께 회전)할 수 있게 되는데, 이 과정에서, 세탁물이 드럼(40)의 최고점(회전방향으로 180도) 부근에 위치하게 되면, 드럼(40)의 회전방향과 반대 방향의 토크가 구동 모터(93)에 가해지도록 제어될 수 있다.

세탁물이 드럼(40)의 최저점에서 드럼의 회전방향을 따라 상승한 후 드럼(40)이 정지되면서 드럼(40)의 최고점에서 최저점으로 낙하하게 되므로, 세탁물이 낙차가 최대가 되고, 따라서, 세탁물에 작용하는 충격력 역시 극대화 된다. 이러한 스텝모션에 의해 발생되는 기계력(예를 들어, 충격력)은 전술한 롤링모션이나 텀블링모션보다 크다.

시각적으로 스텝모션은, 드럼(40)이 시계방향 회전하는 경우, 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 3사분면과 2사분면을 지나 드럼(40)의 최고점(180도)으로 이동한 후 갑자기 드럼(40) 내주면으로부터 분리되어 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하는 형태가 된다. 따라서, 스텝모션은 세탁물의 낙차가 가장 크고, 포량이 적을수록 효과적으로 기계력을 제공한다.

한편, 드럼(40)을 제동하기 위한 구동 모터(93)의 제어방법으로는, 역상제동이 바람직하다. 역상제동은 구동 모터(93)가 회전하고 있는 방향과 반대방향으로 회전력을 발생시켜 제동하는 방식이다. 구동 모터(93)가 회전하고 있는 방향과 반대방향의 회전력을 유발하기 위해서 구동 모터(93)에 공급되는 전원의 상(phase)을 역전시킬 수 있으며, 이러한 방식으로 급제동을 가능하게 한다. 따라서, 역상제동은 스텝모션에 적합하다.

구동 모터(93)가 제동된 이후, 구동 모터(93)는 다시 드럼(40)에 토크를 인가하여 드럼(40)의 최저점에 있는 세탁물을 최고점으로 상승시키게 된다. 즉, 정방향으로 회전하도록 토크를 가한 후 순간적으로 역방향으로 회전하도록 토크를 가하여 급정지시키고, 이후 다시 정방향으로 회전하도록 토크를 가하여 스텝모션이 구현된다.

스텝모션은 드럼(40)의 회전 시에는 드럼(40)에 형성된 통공(47)을 통해 유입된 세탁수와 세탁물을 마찰시켜 세탁하고, 세탁물이 드럼(40)의 최고점에 위치하면 낙하시켜 충격력에 의해 세탁하는 모션이라고 할 수 있다.

도 5의 (d)는 스윙모션(swing motion)을 보여주는 도면이다. 스윙모션은 구동 모터(93)가 상기 드럼(40)을 양방향으로 회전시키되, 드럼(40)의 회전방향으로 약 90도 미만의 위치에서 세탁물이 낙하하도록 제어되는 모션이다. 예를 들어, 구동 모터(93)가 드럼(40)을 반시계방향으로 약 40rpm으로 회전시키면 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물은 반시계방향으로 소정 높이 상승하게 된다. 이때 구동 모터(93)는 세탁물이 반시계방향으로 약 90도의 위치에 도달하기 전에 드럼(40)의 회전을 정지시키고, 따라서, 세탁물이 반시계방향으로 약 90도 미만의 위치에서 드럼(40)의 최저점을 향해 이동된다.

이렇게 드럼(40)이 회전이 정지된 이 후, 구동 모터(93)는 이번에는 드럼(40)을 시계방향으로 약 40RPM으로 회전시켜 세탁물이 드럼(40)의 회전방향(즉, 시계방향)을 따라 소정높이 상승되도록 한다. 그리고, 세탁물이 시계방향으로 약 90도의 위치에 도달하기 전에, 드럼(40)의 회전이 정지되도록 구동 모터(93)가 제어됨으로써, 세탁물이 시계방향으로 약 90도 미만의 위치에서 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하된다.

즉, 스윙모션은 드럼(40)의 정방향 회전/정지와, 역방향 회전/정지가 반복되는 모션으로, 시각적으로는 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 드럼(40)의 3사분면을 통과하여 2사분면까지 상승한후, 부드럽게 낙하하고, 다시 드럼(40)의 4사분면을 통과하여 1사분면까지 상승하한 후 부드럽게 낙하하는 것을 반복하는 형태라고 할 수 있다. 즉, 시각적으로 스윙 모션은 드럼(40)의 3사분면과 4사분면에 걸쳐 옆으로 누운 8자 형태로 세탁물이 유동하는 형태가 된다.

이때, 구동 모터(93)의 제동은 발전제동이 적합하다. 발전제동은 구동 모터(93)에 발생하는 부하를 최소화하고, 구동 모터(93)의 기계적 마모를 최소화하는 동시에, 세탁물에 가해지는 충격을 조절할 수 있게 한다.

발전제동은 구동 모터(93)에 인가되는 전류를 OFF 시킬 경우 회전 관성에 의해 구동 모터(93)가 발전기의 역할을 하게 되는 것을 이용한 제동방식이다. 구동 모터(93)에 인가된 전류를 OFF시키면 구동 모터(93)의 코일에 흐르는 전류의 방향은 전원 OFF전 전류의 방향과 반대가 되므로, 구동 모터(93)의 회전을 방해하는 방향으로 힘(플레밍의 오른손 법칙)이 작용하여 구동 모터(93)가 제동된다. 발전제동은 역상제동과 달리 구동 모터(93)를 급제동시키지는 않으며, 드럼(40)의 회전방향이 부드럽게 전환되도록 한다.

도 5의 (e)는 스크럽모션(scrub motion)을 보여주는 도면이다. 스크럽모션은 구동 모터(93)가 드럼(40)을 양방향으로 교대로 회전시키되, 드럼(40)의 회전방향으로 약 90도 이상의 위치에서 세탁물이 낙하하도록 제어되는 모션이다.

예를 들어, 구동 모터(93)가 드럼(40)을 정방향으로 약 60rpm 이상으로 회전시키면 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물은 정방향으로 소정 높이 상승하게 된다. 이때, 구동 모터(93)는 세탁물이 정방향으로 약 90도의 위치를 지난 뒤, 드럼(40)에 역토크를 제공하여 드럼(40)의 회전을 일시 정지시키게 된다. 그러면, 드럼(40)의 내주면에 있던 세탁물은 급격히 낙하하게 된다.

이후, 구동 모터(93)는 드럼(40)을 역방향으로 약 60rpm 이상으로 회전시켜, 낙하한 세탁물을 다시 역방향으로 90도 이상의 소정 높이까지 상승시킨다. 세탁물이 역방향으로 90도 위치를 지나면, 구동 모터(93)는 다시 드럼(40)에 역토크를 제공하여, 드럼(40)의 회전을 일시 정지시킨다. 이때, 드럼(40)의 내주면에 있던 세탁물은 역방향으로 90도 이상의 위치에서 드럼(40)의 최저점을 향해 낙하하게 된다.

스크럽모션은 세탁물이 소정 높이에서 급격히 낙하하도록 함으로써 세탁물을 세탁하게 된다. 이때, 구동 모터(93)는 드럼(40)의 제동을 위해 역상제동됨이 바람직하다.

드럼(40)의 회전 방향이 급격히 전환되기 때문에, 세탁물이 드럼(40) 내주면을 크게 벗어나지 않게 되어 매우 강력하게 비벼빠는 효과를 얻을 수 있게 된다.

스크럽모션은 정방향으로 3사분면을 지나 2사분면까지 이동한 세탁물이 급격히 낙하하고, 다시 역방향으로 4사분면을 지나 1사분면 일부까지 이동한 후 낙하함을 반복하는 형태이다. 따라서 시각적으로는 세탁물이 상승하였다가 드럼(40) 내주면을 따라 하강하는 것을 반복하는 형태라 할 수 있다.

도 5의 (f)는 필트레이션모션(filtration motion)을 보여주는 도면이다. 필트레이션모션은 세탁물이 원심력에 의해 드럼(40)의 내주면에서 떨어지지 않도록 구동 모터(93)가 드럼(40)을 회전시키고, 이 과정에서 노즐(83a, 83b)을 통해 드럼(40) 내로 세탁수를 분사하는 모션이다.

세탁물이 펼쳐진 후 드럼(40)의 내주면에 밀착되어 회전하는 동안 세탁수가 드럼(40)의 내부로 분사되므로, 이렇게 분사된 세탁수가 원심력에 의해 세탁물을 투과한 후, 드럼(40)의 통공(47)을 통고하여 터브(31)로 빠져나가게 된다.

필트레이션모션에 의해, 세탁물의 표면적이 넓혀지는 한편, 세탁수가 세탁물을 투과하기 때문에, 세탁물이 고르게 적셔지는 효과가 있다.

도 5의 (g)는 스퀴즈모션(squeeze motion)을 보여주는 도면이다. 스퀴즈모션은 세탁물이 원심력에 의해 드럼(40)의 내주면에서 떨어지지 않도록 구동 모터(93)가 드럼(40)을 회전시킨 후, 드럼(40)의 회전속도를 낮추어 드럼(40)의 내주면에서 세탁물을 분리시키는 동작을 반복하고, 드럼(40)의 회전 중에 노즐(83a, 83b)을 통해 세탁수를 드럼(40) 내로 분사하는 모션이다.

필트레이션모션은 세탁물이 드럼(40)의 내주면에서 떨어지지 않는 속도로 계속 회전되나, 스퀴즈모션은 드럼(40)의 회전속도를 변화시켜 세탁물을 드럼(40)의 내주면에 밀착 및 분리를 반복시킨다는 점에서 차이가 있다.

도 6은 드럼구동모션들의 세척력 및 진동수준을 비교한 그래프이다. 도 6에서 가로축은 세척력을 나타내며 왼쪽으로 갈수록 세탁물에 포함된 오물의 분리가 용이하다. 세로축은 진동 또는 소음수준을 나타내는 것으로, 상측으로 갈수록 진동수준은 높아지나 동일 세탁물에 대한 세탁시간은 줄어든다.

스텝모션과 스크럽모션은 세척력이 우수하여 세탁물의 오염이 심한 경우 및 세탁시간을 단축하기 위한 세탁코스에 적합한 모션이다. 또한, 스텝모션과 스크럽모션은 진동과 소음의 수준이 높은 모션이다. 따라서, 세탁물이 민감한 의류인 경우나 소음 및 진동을 최소화할 필요가 있는 세탁코스에는 바람직하지 않은 모션이다.

롤링모션은 세척력이 우수하고 진동수준이 낮으며, 세탁물 손상 최소화 및 모터부하가 낮은 것이 특징인 모션이다. 따라서, 모든 세탁코스에 적용 가능하나, 특히, 세탁초기 세제용해 및 세탁물 적심에 적합한 모션이다. 다만, 롤링모션은 진동수준이 낮은 대신 텀블링모션에 비해, 같은 수준까지 세탁을 하는 경우, 세탁시간이 더 오래 걸리는 단점이 있다.

텀블링모션은, 세척력은 스크럽모션보다 낮으나, 진동수준은 스크럽모션과 롤링모션의 중간수준이다. 텀블링모션은 모든 세탁코스에 적용가능하나, 특히, 포분산을 위한 단계에 유용하다.

스퀴즈모션은, 세턱력은 텀블링모션과 유사하고, 진동수준은 텀블링모션보다 높다. 스퀴즈모션은 드럼(40)의 내주면에 세탁물의 밀착과 분리를 반복하는 과정에서 세탁수가 세탁물을 지나 드럼(40)의 외부로 배출되므로 헹굼을 위한 단계에 유용하다.

필트레이션모션은, 세척력은 스퀴즈모션보다 낮고, 소음의 정도는 롤링모션과 유사한 모션이다. 필트레이션모션은 드럼(40)의 내주면에 세탁물이 밀착된 상태에서 세탁수가 세탁물을 투과하여 터브(31)로 배출되므로 세탁물을 적시거나 세탁 초기에 세탁물에 세제수를 가할 시 유용한 모션이다.

스윙모션은 진동수준과 세척력이 가장 낮은 모션이다. 따라서, 스윙모션은 저소음 또는 저진동 세탁코스에 유용한 모션이고, 민감한 의류 세탁(Gentle care)에 적합한 모션이다.

도 7을 참조하면, 스크럽모션이나 스텝모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도(또는, 펌프 모터(93)의 회전속도)는 회전속도 Pr1와 회전속도 Pr5 사이에서 가변될 수 있다. 즉, 스크럽모션이나 스텝모션이 실시되는 중에, 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 상승되는 구간에서는 펌프(36)의 회전속도를 점점 상승시켜 노즐(83a, 83b)을 통해 분사된 물도 점점 상향하되도록 하고, 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 최대로 상승되어, 드럼(40)이 제동될 시, 펌프(36)의 회전속도가 하강하기 시작된다. 이러한 펌프(36)의 회전속도 제어는 제어부(91)에 의해 이루어질 수 있다. 이하, 별도의 언급이 없더라도, 펌프 모터(92)와 구동 모터(93)의 동작은 제어부(91)에 의해 제어되는 것으로 이해하기로 하자.

Pr1은 적어도 노즐(83a, 83b)을 통해 분사가 이루어질 수 있는 범위 내에서 설정될 수 있다. 즉, 스크럽모션 또는 스텝모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도가 가변되더라도, 노즐(83a, 83b)을 통한 분사는 연속적으로 이루어진다. 실시예에서 Pr1은 대략 1700rpm이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

Pr5는, 바람직하게는, 노즐(83a, 83b)로부터 분사된 수류가 드럼(40)의 최고점에까지 이를 수 있는 범위에서 설정되나, 펌프(36)의 용량에 따라서는 이에 이르지 못할 수도 있다.

텀블링모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도는 대략 회전속도 Pr3을 기준으로 정해질 수 있다. 실시예에서, Pr3은 3500rpm 이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 텀블링모션이 실시되는 중에, 제어부(91)는 펌프(36)의 회전속도가 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

롤링모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도는 텀블링모션에서의 펌프(36)이 회전속도 보다 낮은 대역에서 설정되며, 회전속도 Pr2를 기준으로 정해질 수 있다. 실시예에서, Pr2는 2800rpm이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 텀블링모션이 실시되는 중에, 제어부(91)는 펌프(36)의 회전속도가 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

스윙모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도는 대략 Pr1과 Pr3 사이에서 가변될 수 있다. 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 상승되는 구간에서는 펌프(36)의 회전속도를 점점 상승시켜 노즐(83a, 83b)을 통해 분사된 물도 점점 상향되고, 드럼(40)의 최저점에 위치한 세탁물이 최대로 상승되어, 드럼(40)의 회전 방향이 반전될 시, 펌프(36)의 회전속도도 하강될 수 있다.

필트레이션모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도는 대략 Pr1와 Pr4 사이에서 가변될 수 있다. 드럼(40)이 가속되는 구간에서는 펌프(36) 역시 가속되고, 드럼(40)의 속도가 최대가 된 상태에서는 펌프(36) 역시 최대 회전속도로 회전될 수 있고, 드럼(40)의 제동시부터 펌프(36)의 회전속도도 감소되도록 제어될 수 있다. Pr4는 Pr5보다는 낮을 수 있고, 실시예에서는 4600rpm이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 설명한다.

본발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은 필트레이션 분사단계와, 롤링 분사단계와, 텀블링 분사단계를 포함한다.

필트레이션 분사단계는, 필트레이션 모션을 실시하면서 펌프(36)를 구동시켜, 노즐(83a, 83b)을 통해 물을 분사하는 단계이다. 구체적으로, 드럼(40) 내의 세탁물이 드럼(40)의 내주면 상에서 떨어지지 않도록 드럼(40)을 일방향으로 회전시키면서, 펌프(36)의 회전속도가 상승되도록 제어된다.

드럼(40)의 회전속도가 증가하기 시작하면, 세탁물에 작용하는 원심력도 증가하게 되고, 드럼(40)의 내주면과 가까이 위치하는 세탁물부터 차례로 드럼(40)의 내주면에 밀착 또는 부착된다. 즉, 필트레이션모션시 드럼(40)의 회전속도가 증가하기 시작하여 기 설정된 회전속도(Dr(F))에 도달하는 과정에서, 초반에는 드럼(40)의 중심부에 위치한 세탁물들에는 충분한 원심력이 작용되지 못하여, 세탁물의 유동이 발생되고, 이후, 드럼(40)의 회전속도가 충분히 상승하면, 드럼(40) 내의 대부분의 세탁물(바람직하게는, 모든 세탁물)의 드럼(40)에 대한 위치가 고정된다.

특히, 드럼(40) 내에 투입된 세탁물이 양이 일정 수준 이상인 경우에는, 드럼(40)의 회전속도가 상승되는 과정에서, 세탁물들에 의해 둘러 쌓인 빈 공간이 드럼(40)의 입구로부터 후방으로 확장된다. 필트레이션모션이 실시되는 중에, 펌프(36)의 회전속도가 상승되도록 제어하는 것은, 필트레이션모션이 실시되는 과정에서 발견되는 상기한 바와 같은 드럼(40) 내 빈공간의 확장 기전으로부터 착안한 것이다. 즉, 상기 빈 공간이 드럼(40)의 후방으로 확장되는 과정에서, 노즐(83a, 83b)의 분사압 또한 연동하여 상승하도록 함으로써, 드럼(40 내측의 깊은 곳까지 수류가 도달될 수 있도록 한 것이다.

도 9를 참조하면, 펌프(36)의 회전속도는 제 1 가속 기울기로 기 설정된 분사 회전속도(Pr(md))까지 상승한 후, 상기 제 1 가속 기울기 보다 낮은 제 2 가속 기울기로 최대 회전속도(Pr(Fm))까지 상승될 수 있다. 이때, 펌프(36)의 회전속도는 드럼(40)의 회전이 가속되기 시작하는 시점(t1)에 대응하여 상승을 개시하도록 구성될 수 있다. 즉, 드럼(40) 회전의 가속과 펌프(36) 회전속도의 상승 시점을 연동(또는, 동기화)한 것이다.

노즐(83a, 83b)을 통한 물의 분사는 늦어도 펌프(36)의 회전속도가 분사 회전속도(Pr(md))에 이른 때에 개시된다. 즉, 펌프(36)의 회전속도가 분사 회전속도(Pr(md))에 도달한 시점에는 순환수 안내관(18)을 통해 이송된 물이 노즐(83a, 83b)에 이른다. 노즐(83a, 83b)을 통해 신속하게 분사가 이루어질 수 있도록, 상기 제 1 가속 기울기는 상기 제 2 가속 기울기 보다 크게 설정되는 것이 좋다.

한편, 펌프(36)의 회전속도가 기 설정된 목표 회전속도(Pr(Fm))에 이르면, 펌프(36)가 제동될 수 있다. 바람직하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 펌프(36)의 회전속도가 기 설정된 목표 회전속도(Pr(Fm))에 이르기 전에(즉, t2 전에), 드럼(40)은 목표 회전속도(Dr(F))에 이르고, t2에서 펌프(36)와 함께 제동된다.

도 9를 참조하면, 롤링 분사단계는 롤링모션을 실시하면서 펌프(36)를 구동시켜, 노즐(83a, 83b)을 통해 물을 분사하는 단계이다. 구체적으로, 롤링 분사단계는 드럼(40)의 내주면 상의 세탁물이 드럼(40)의 회전각도 90도 미만의 위치까지 상승한 후 낙하하도록 드럼(40)을 일방향으로 회전시키면서, 펌프(36)의 회전속도를 기 설정된 제 1 회전속도(Pr(R))로 제어한다. 제 1 회전속도(Pr(R))은 노즐(83a, 83b)을 통해 분사된 물이 드럼(40)의 후면부에는 이르지 못하는 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.

롤링 분사단계에서 드럼(40)은 목표 회전속도 Dr(R)까지 가속된 후, 일정 시간동안 Dr(R)을 유지하며 회전될 수 있다. 롤링모션이 실시되는 중에 노즐(83a, 83b)을 통해 순환수가 분사될 수 있도록, 펌프(36)가 작동될 수 있다.

이때, 펌프(36)는, 바람직하게는 드럼(40)의 회전이 시작되기 전에 작동된다. 즉, 롤링모션의 실시를 위해 드럼(40)의 회전을 시작하기 전부터 펌프(38)를 가속함으로써, 적어도 드럼(40)의 회전속도가 Dr(R)에 도달할 시부터, 노즐(83a, 83b)을 통한 분사가 이루어진다. 참고로, 도 8에는 드럼(40)의 회전을 시작하는 시점이 t2(텀블링모션의 경우는 t2')로 표시되고, 펌프(36)의 회전이 시작되는 시점은 이 보다 이른 t1(텀블링모션의 경우는 t1')으로 표시되어 있다.

또한, t3(텀블링모션의 경우는 t3')는 드럼(40)이 목표 회전속도(Dr(R), 텀블링모션의 경우는 Dr(T))에 도달한 시점을 표시하고 있으며, 도면에서 보이는 바와 같이, 드럼(40)이 목표 회전속도에 도달하기 전에 이미 펌프(36)는 목표 회전속도(Pr(R), 텀블링모션의 경우는 Pr(T))에 도달함을 알 수 있다.

그러나, 이와 다르게, 실시예에 따라서는 펌프(36)의 회전속도 증가는 드럼(40)의 가속에 대응하여 실시될 수 있다. 즉, 롤링모션시 드럼(40)의 가속이 시작되면, 정지 상태의 펌프(36)가 작동하기 시작하여, 펌프(36)의 회전속도가 기 설정된 회전속도(Pr(R))에 이를 때까지 가속되고, 그 이후에는 드럼(40)이 제동될 시까지 펌프(36)의 회전속도(Pr(R))가 유지될 수 있다.

롤링모션이 실시되는 중에 펌프(36)의 회전속도는, 노즐들(83a, 83b)을 통해 분사된 물이 드럼(40)의 후면부에는 이르지 못하는 범위 내에서 설정될 수 있다. 롤링모션 시에는 대부분의 세탁물이 드럼(40)의 내주면 상에서 유동하기 때문에, 이러한 세탁물을 적시기 위해서는 노즐들(83a, 83b)을 통해서 분사되는 수류가 드럼(40)의 후면부에 닿기 전에 드럼(40)의 내주면으로 낙하될 수 있어야 하기 때문이다.

롤링모션 시 유지되는 펌프(36)의 회전속도(Pr(R))는 포량에 따라 설정될 수 있다. 포량을 구하는 다양한 방법들이 이미 알려져 있다. 예를 들어, 제어부(91)는 세탁물(또는, 포)이 투입된 상태에서 드럼(40)을 가속하고, 드럼(40)의 회전속도가 기 설정된 회전속도에 이르기까지 걸린 시간을 바탕으로 포량을 결정할 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않고, 기 알려진 다른 방법을 이용하여 포량을 구하여도 무방하다.

롤링모션 시 유지되는 펌프(36)의 회전속도(Pr(R))는, 포량이 클수록 더 크게 설정될 수 있다. 포량이 큰 경우는 드럼(40)의 중심부(즉, 드럼(40)의 내주면에서 상당히 떨어진 분부)에도 세탁물이 들어차기 때문에, 이러한 세탁물을 잘 적시기 위해서 노즐(83a, 83b)의 분사압을 상승시킬 필요가 있는 것이다.

한편, 드럼(40)은 소정시간 동안 일정한 회전속도(Dr(R))로 회전된 후 제동(또는, 회전속도 하강)되고, 이때(t4), 펌프(36)도 제동되어, 최종적으로 드럼(40)과 펌프(36) 모두 정지하게 된다.

텀블링 분사단계는 텀블링모션을 실시하면서 펌프(36)를 구동시켜, 노즐(83a, 83b)을 통해 물을 분사하는 단계이다. 구체적으로, 텀블링 분사단계는, 드럼(40) 내주면 상의 세탁물이 드럼(40)의 회전각도 90도 내지 110도에 대응하는 위치까지 상승한 후 낙하하도록 드럼(40)을 일방향으로 회전시키면서, 펌프(36)의 회전속도를 제 1 회전속도(Pr(R)) 보다 높은 제 2 회전속도(Pr(T))로 제어한다.

텀블링 분사단계에서 드럼(40)은 목표 회전속도 Dr(T)까지 가속된 후, 일정 시간동안 Dr(T)을 유지하며 회전될 수 있다. 텀블링모션이 실시되는 중에 노즐(83a, 83b)을 통해 순환수가 분사될 수 있도록, 펌프(36)가 작동될 수 있다.

이때, 펌프(36)는, 바람직하게는 드럼(40)의 회전이 시작되기 전에 작동된다. 즉, 텀블링모션의 실시를 위해 드럼(40)의 회전을 시작하기 전부터 펌프(38)를 가속함으로써, 적어도 드럼(40)의 회전속도가 Dr(T)에 도달할 시부터, 노즐(83a, 83b)을 통한 분사가 이루어진다.

그러나, 이와 다르게, 실시예에 따라서는 펌프(36)의 회전속도 증가는 드럼(40)의 가속에 대응하여 실시될 수 있다. 즉, 텀블링모션시 드럼(40)의 가속이 시작되면, 정지 상태의 펌프(36)가 작동하기 시작하여, 펌프(36)의 회전속도가 기 설정된 회전속도(Pr(T))에 이를 때까지 가속되고, 그 이후에는 드럼(40)이 제동될 시까지 펌프(36)의 회전속도(Pr(R))가 유지될 수 있다.

텀블링모션 시 유지되는 펌프(36)의 회전속도(Pr(T))는 포량에 따라 설정될 수 있다. 포량을 구하는 다양한 방법들이 이미 알려져 있다. 예를 들어, 제어부(91)는 세탁물(또는, 포)이 투입된 상태에서 드럼(40)을 가속하고, 드럼(40)의 회전속도가 기 설정된 회전속도에 이르기까지 걸린 시간을 바탕으로 포량을 결정할 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않고, 기 알려진 다른 방법을 이용하여 포량을 구하여도 무방하다.

텀블링모션 시 유지되는 펌프(36)의 회전속도(Pr(T))는, 포량이 클수록 더 크게 설정될 수 있다. 포량이 큰 경우는 드럼(40)의 중심부(즉, 드럼(40)의 내주면에서 상당히 떨어진 분부)에도 세탁물이 들어차기 때문에, 이러한 세탁물을 잘 적시기 위해서 노즐(83a, 83b)의 분사압을 상승시킬 필요가 있는 것이다.

한편, 드럼(40)은 소정시간 동안 일정한 회전속도(Dr(T))로 회전된 후 제동되고, 이때(t4'), 펌프(36)도 제동(또는, 회전속도 하강)되어, 최종적으로 드럼(40)과 펌프(36) 모두 정지하게 된다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은, 필트레이션 분사단계, 롤링 분사단계 및 텀블링 분사단계가 차례로 실시되도록 구성된다. 각 분사단계에서의 드럼(40)의 회전과 펌프(36)의 회전은 이미 전술하였는 바, 그에 따르기로 한다.

도 10의 (a)는 구동 모터(93)의 회전 속도(rpm)를 도시한 것이고, (b)는 펌프 모터(92)의 속도(rpm)를 도시한 그래프이다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은, 먼저, 필트레이션 분사단계를 실시함으로써, 드럼(40) 내측의 깊숙한 곳에 위치한 세탁물(또는, 포)들까지도 충분히 적실 수 있다. 특히, 필트레이션 분사단계시 터브(31) 내에 세제가 혼합된 물이 담긴 경우(즉, 급수시 세제가 투입된 경우), 펌프(36)의 회전속도가 상승하는 과정에서, 노즐(83a, 83b)로부터 분사된 순환수가 드럼(40)의 중심부(즉, 드럼(40)의 내주면에 부착된 포들에 의해 둘러 쌓인 공간)를 통과하면서, 드럼(40) 깊숙한 곳에 위치한 세탁물에까지 이를 수 있다.

필트레이션 분사단계를 통해, 세탁물이 순환수에 의해 고르게 적셔진 이후, 롤링 분사단계가 실시된다. 롤링모션에 의해 세탁물에 작용하는 물리력이 강화될 뿐만 아니라, 추가 급수 없이 순환수를 이용하기 때문에 물을 절약할 수 있다. 또한, 롤링 분사단계에서의 펌프(36)의 회전속도(Pr(R))가 텀블링 분사단계에서의 회전 속도(Pr(T)) 또는 필트레이션 분사단계에서의 회전속도(Pr(Fm))의 경우 보다 낮기 때문에, 그 만큼의 소비전력을 절감할 수 있다.

또한, 롤링 분사단계 이후, 텀블링 분사단계를 실시함으로써, 세탁물을 균일하게 풀어주어 탈수진입을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 세탁물에 뭍은 오염을 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims

(a) 물이 담긴 터브 내에 회전 가능하게 구비된 드럼 내의 세탁물이 상기 드럼의 내주면 상에서 떨어지지 않도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 드럼 내로 물을 분사하도록 구성된 적어도 하나의 노즐로 상기 터브로부터 배출된 물을 공급하는 펌프의 회전속도를 상승시키는 단계;
(b) 상기 드럼의 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 미만의 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 펌프의 회전속도를 기 설정된 제 1 회전속도로 제어하는 단계; 및
(c) 상기 드럼 내주면 상의 세탁물이 상기 드럼의 회전각도 90도 내지 110도에 대응하는 위치까지 상승한 후 낙하하도록 상기 드럼을 일방향으로 회전시키면서, 상기 펌프의 회전속도를 상기 제 1 회전속도 보다 높은 제 2 회전속도로 제어하는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (a)단계는,
상기 드럼의 회전이 가속되기 시작하는 시점에 대응하여 상기 펌프의 회전속도를 상승시키는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (a)단계는,
상기 펌프의 회전속도가 기 설정된 소정의 회전속도에 도달하면, 상기 펌프를 제동하는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (a)단계는,
상기 펌프의 제동이 개시되는 시점에 대응하여 상기 드럼을 제동하는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회전속도는,
상기 노즐을 통해 분사된 물이 상기 드럼의 후면부에는 이르지 못하는 범위 내에서 설정되는 세탁기의 제어방법.
제 5 항에 있어서,
상기 (b)단계는,
정지 상태의 상기 드럼을 기 설정된 목표 회전속도로 가속시켜 상기 목표 회전속도를 유지하며 회전시키는 단계; 및,
상기 펌프의 회전속도를 상기 제 1 회전속도로 증가시키는 단계를 포함하고,
상기 제 1 회전속도로 증가시키는 단계는,
상기 드럼의 회전속도가 상기 목표 회전속도에 이르기 전에 개시되는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (c)단계는,
정지 상태의 상기 드럼을 기 설정된 목표 회전속도로 가속시켜 상기 목표 회전속도를 유지하며 회전시키는 단계; 및,
상기 펌프의 회전속도를 상기 제 2 회전속도로 증가시키는 단계를 포함하고,
상기 제 2 회전속도로 증가시키는 단계는,
상기 드럼의 회전속도가 상기 목표 회전속도에 이르기 전에 개시되는 세탁기의 제어방법.