KR20010077081A - 세탁기의 거품감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 거품감지방법에 관한 것으로, 모터의 고속회전에 따라 탈수행정을 진행하는 세탁기의 거품감지방법에 있어서, 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 상기 모터의 구동전류를 감지하는 전류감지단계와, 상기 전류감지단계에서 감지된 모터 전류가 일정값 이상인지를 비교하여 그 비교결과에 따라 제어수단에서 거품 발생여부를 감지하는 거품발생감지단계를 포함하여, 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 모터 전류가 일정값 이상이면 탈수를 중단하고 헹굼행정으로 피드백하여 거품을 제거한다.

Description

세탁기의 거품감지방법 {bubble detection method of washing machine}

본 발명은 세탁기의 거품감지방법에 관한 것으로, 특히 탈수진행시에 거품의 양에 따라 변화하는 모터 전류를 감지하여 거품의 발생여부를 감지하는 세탁기의 거품감지방법에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼세탁기는 도 1에 도시한 바와같이, 드럼세탁기 본체(1)의 전면상부에 세제통(3)과 조작부(5)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 뒷면에는 도시하지 않은 수도전과 연결되어 온수 및 냉수를 급수하도록 온·냉급수밸브(7,8)가 설치되어 있다.

상기 본체(1)내에는 터브(9)가 설치되어 있고, 상기 터브(9)내에는 투입된 세탁물을 세탁 및 탈수하도록 고속회전하는 드럼(11)이 설치되어 있으며, 상기 터브(9)의 전면에는 상기 드럼(11)에 세탁물을 넣고 꺼낼 때 개폐되는 도어(13)를 결착하도록 격판(15)이 설치되어 있고, 상기 터브(9)의 전면에는 세탁 및 탈수시 상기 드럼(11)의 고속회전시에 발생하는 진동을 방지하는 균형추(19)가 설치되어 있다.

상기 격판(15)의 상단에는 세탁물의 건조행정시 건조공기를 유입하도록 에어밴트(17)가 설치되어 있고, 상기 에어밴트(17)내에는 외부로부터 유입되는 공기를 건조시키는 건조히터(21)가 설치되어 있으며, 상기 건조히터(21)의 일측에는 상기 건조히터(21)에서 발생하는 고열을 상기 격판(15)을 거쳐 상기 드럼(11)으로 송풍하는 팬모터(23)가 설치되어 있다.

상기 터브(9)의 외주면에는 터브(9)내로 유입된 상기 건조히터(21)의 고열에 의한 건조공기를 응축하도록 냉수를 공급하는 콘덴싱호스(25)가 연결되어 있고, 상기 터브(9)의 하측에는 상기 드럼(11)을 정역회전시키기위한 동력발생수단인 3상 유도모터(27;이하, 모터라 한다)가 설치되어 있다.

상기 본체(1)의 뒷면하단에는 상기 터브(9)내의 세탁수를 도시하지 않은 배수호스를 통해 배출시키는 배수펌프(29)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면하부에는 상기 터브(9)에서 유출되는 잔수 및 오물등의 세탁찌꺼기에 의해 상기 배수펌프(29)가 막히는 것을 방지함과 동시에 정전으로 인해 상기 배수펌프(29)의 작동이 불가할 경우 세탁수를 배수하는 필터(31)가 설치되어 있다.

상기 드럼(11)은 그 전표면에 세탁물이 상기 드럼(11)내에서 뒹굴 수 있게 함과 동시에 상기 터브(9)내의 세탁수가 드럼(11)내로 유동되도록 다수개의 관통구멍(11a)이 형성되어 있고, 상기 드럼(11)의 내부에는 서로 120。씩 일정한 간격으로 떨어져 세탁물을 끌어 올리면서 낙하시켜 빨래방망이 기능을 하는 수류조절부재(11b)가 결착되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 드럼세탁기에 있어서, 먼저 사용자가 드럼(11)내에 세탁물(의류)을 투입한다음, 조작부(5)를 조작하여 원하는 세탁조건(세탁종류, 삶는 온도, 세탁코스, 건조시간 등)을 입력하고 동작버튼을 온시키면, 도시되지 않은 수도전으로부터 공급되는 세탁수가 온·냉급수밸브(7,8)를 통해 터브(9)내에 급수된다.

상기 터브(9)내에 세탁수가 급수되면, 모터(27)의 구동에 따라 드럼(11)이 좌,우반전되면서 고속으로 회전하여 급수된 세탁수에 수류가 형성됨과 동시에 세탁물에 물리적인 힘이 가해져 세탁물에 흡착된 때나 이물질 등을 분리시켜 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조과정을 거친다.

그런데, 이와같은 종래의 드럼세탁기에 있어서는, 헹굼 후의 탈수진행시에탈수RPM(회전수)이 상승함에 따라 세탁물에 잔류하던 수분/세제거품이 일시에 배수펌프(29)로 배수되기 때문에 사용자가 세제를 표준량 이상으로 사용하거나 거품이 많이 발생하는 세제를 사용하였을 경우 거품이 배수펌프(29)에 의해 배수되는 양보다 많이 발생하여 드럼세탁기의 전면(예를들면, 세제통 등)으로 거품이 누출된다는 문제점이 있었다.

이에, 종래에는 상기의 문제점을 해결하기 위해 헹굼행정이 종료되면 드럼(11)을 좌,우반전시키면서 배수펌프(29)를 온시켜 배수하는 배수행정을 수행한다음, 일정시간(예를들면, 10초)의 안정구간동안 배수펌프(29)를 오프시키면 수위센서 내부에 있는 주파수 발진회로의 수위주파수가 거품량에 비례 또는 반비례하여 낮아지므로, 이와같이 수위센서에서 출력되는 수위주파수를 이용하여 거품 발생을 감지하는 방식이 고안되었다.

그러나, 상기한 종래의 거품감지방식에 있어서는, 수위센서의 편차와 세탁물의 조건에 따라 거품량에 비례 또는 반비례하여 낮아지는 수위센서의 주파수 변동값이 미세하여 거품 발생을 정확하게 감지하기 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 모터 전류를 감지하여 일정값 이상이면 거품 발생이 감지되었다고 판단하고, 거품 발생시에는 탈수를 중단하고 헹굼행정으로 피드백하여 거품을 제거하는 세탁기의 거품감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 드럼세탁기의 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 제어장치의 구성블록도,

도 3은 본 발명에 적용되는 전류감지수단의 상세회로도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 세탁기의 거품발생을 감지하기 위한 제어동작순서를 도시한 플로우챠트,

도 5는 본 발명에 의한 세탁기의 거품 감지 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 드럼 27 : 모터

29 : 배수펌프 104 : 전류감지수단

108 : 제어수단 110 : 모터구동수단

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 세탁기의 거품감지방법은, 모터의 고속회전에 따라 탈수행정을 진행하는 세탁기의 거품감지방법에 있어서, 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 상기 모터의 구동전류를 감지하는 전류감지단계와, 상기 전류감지단계에서 감지된 모터 전류가 일정값 이상인지를 비교하여 그 비교결과에 따라 제어수단에서 거품 발생여부를 감지하는 거품발생감지단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어수단은 모터 전류가 일정값 이상이 되는 회수가 일정시간내에 소정회수 이상일 때 거품 발생이라고 감지하여 노이즈에 의한 오동작을 방지하는 것을 특징으로 하며, 상기 일정시간은 1~5ms이며, 상기 소정회수는 1이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거품발생감지단계에서 거품 발생이라고 감지되면 상기 모터의 구동을 정지시켜 탈수행정을 중단하면서 헹굼행정으로 피드백하여 거품을 제거하는 거품제거단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 세탁기는 도 1에 도시한 종래의 구성과 동일하므로 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 제어장치의 구성블록도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 전류감지수단의 상세회로도이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 외부로부터 공급되는 상용교류전압을 세탁기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로에 출력하고, 운전조작수단(102)은 사용자가 원하는 세탁조건(세탁종류, 삶는 온도, 세탁코스, 건조시간 등)을 입력하도록 다수의 기능버튼을 구비한 조작부(5) 등으로 구성된다.

전류감지수단(104)은 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 모터(27)의 구동전류를 감지하는 것으로서, 이 전류감지수단(104)은 도 3에 도시한 바와같이, 상기 모터구동수단(110)의 도시되지 않은 스위칭소자(IGBT)의 에미터단자에 연결되어 상기 모터(27)의 구동 전류를 감지하는 션트저항(Rs)과, 상기 션트저항(Rs)에 걸리는 모터 전류를 적분한 전압값을 출력하는 저항(R1) 및 컨덴서(C1)와, 상기 저항(R1) 및 컨덴서(C1)에 의해 적분된 전압값을 분압저항(R2,R3)에 의해 생성된 거품감지 기준전압값(2.487V)과 비교하여 하이 또는 로우레벨의 전압신호를 출력하는 비교기(105)와, 상기 비교기(105)에서 출력되는 하이 또는 로우레벨의 전압신호를 상기 제어수단(108)에 입력하는 저항(R6) 및 컨덴서(C5)와, 역전압 방지용 다이오드(D1)와, 노이즈성분을 제거하는 저항(R4,R5) 및 컨덴서(C2,C3,C4)로 구성되어 있다.

그리고, 수위감지수단(106)은 터브(9)내에 세탁수가 급수됨에 따라 압력이 변화하면 수위센서 내부에 있는 주파수 발진회로의 주파수가 비례 또는 반비례적으로 변환되는 원리에 따라 수위를 감지하는 일반적인 방식이다.

제어수단(108)은 상기 전류감지수단(104)에 의해 감지된 모터 전류가 기설정된 기준전류값 이상이면 거품 발생이라고 감지하고, 거품 발생시에는 모터(27)의 구동을 중단하고 헹굼행정으로 피드백하도록 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 이 제어수단(108)은 거품 발생을 정확히 감지하기 위해 상기 전류감지수단(104)으로부터 일정시간(예를들면, 3ms)동안 2번 이상의 로우신호가 입력될 때 상기 모터(27)를 정지시키면서 헹굼행정으로 피드백되도록 하여 노이즈에 의한 오동작을 방지한다.

또한, 모터구동수단(110)은 상기 제어수단(108)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 세탁물을 세탁 및 탈수하도록 모터(27)를 정,역회전제어하고, 급수밸브구동수단(112)은 상기 제어수단(108)으로부터의 제어신호에 따라 도시되지 않은 수도전으로부터 공급되는 온수 및 냉수를 터브(9)내에 급수하도록 온·냉급수밸브(7,8)를 구동제어한다.

또, 배수펌프구동수단(114)은 상기 제어수단(108)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 터브(9)내의 세탁수를 외부로 배출하도록 배수펌프(29)를 구동제어하고, 표시수단(116)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력되는 세탁조건과 운전상태를 표시함은 물론, 세탁기의 이상발생시에 에러(거품 발생)를 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 세탁기의 거품감지방법의 작용효과를 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 세탁기의 거품발생을 감지하기 위한 제어동작순서를 도시한 플로우챠트로서, 도 4a 및 도 4b에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 세탁기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 외부로부터 공급되는 상용교류전압을 세탁기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(108)에 출력한다.

따라서, 상기 제어수단(108)에서는 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 입력받아 세탁기를 초기화시킨다.

이때, 스텝S1에서는 사용자가 드럼(11)내에 세탁물(부하)을 투입하고, 조작부(5)를 통해 원하는 세탁조건(세탁종류, 삶는 온도, 세탁코스, 건조시간 등)을 입력한다음 동작버튼을 온시키면, 스텝S2에서 제어수단(108)은 드럼(11)내에 투입된 세탁물의 양을 감지하는데 필요한 세탁수를 터브(9)내에 급수하도록 급수밸브구동수단(112)에 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 급수밸브구동수단(112)에서는 제어수단(108)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 온·냉급수밸브(7,8)를 개방(온)시킴으로서 수도전으로부터 공급되는 온수 또는 냉수의 세탁수가 터브(9)내에 급수된다.

이때, 스텝S3에서는 상기 온·냉급수밸브(7,8)의 개방에 따른 급수동작에 의해 상승되는 수위를 수위감지수단(106)에서 감지하여 제어수단(108)에 출력하는데, 이는 세탁수가 공급됨에 따라 압력이 상승하면 수위센서 내부에 있는 주파수 발진회로의 주파수가 낮아지는 원리에 따라 변화하는 주파수를 제어수단(108)에서 입력받아 세탁수의 수위를 감지한다.

이어서, 스텝S4에서는 상기 수위감지수단(106)에 의해 감지된 수위가 제어수단(108)에 미리 설정되어 있는 설정수위(세탁물의 양을 감지하는데 필요한 세탁수위)까지 급수되었는지를 판별하여, 설정수위까지 급수되지 않으면(NO일 경우) 상기 스텝S2로 복귀하여 설정수위에 도달할 때까지 온·냉급수밸브(7,8)를 개방하여 급수를 계속하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S4에서의 판별결과, 설정수위까지 급수되면(YES일 경우) 스텝S5로나아가서 제어수단(108)은 급수밸브구동수단(112)을 제어하여 온·냉급수밸브(7,8)를 폐쇄(오프)시키고, 모터(27)를 구동시키도록 모터구동수단(110)에 제어신호를 출력한다.

따라서, AC입력단으로부터 모터(27)에 교류전류가 공급되어 모터(27)가 좌회전 또는 우회전되면서 드럼(11)이 좌,우반전되어 급수된 세탁수에 수류가 형성되므로 드럼(11)내부의 세액이 부하에 흡수되어 세탁수위가 세탁물의 양에 따라 설정수위보다 낮아지는데, 이때 낮아지는 세탁수위에 따른 주파수 증가량은 세탁물의 양에 따라 달라진다.

이에 따라, 스텝S6에서 제어수단(108)은 상기 모터(27)가 좌,우반전되는 시간을 내장된 카운터에 의해 카운터하여 일정시간(세탁물의 양을 판단하는데 필요한 시간)이 경과하였는지를 판별하여, 일정시간이 경과하지 않으면(NO일 경우) 상기 스텝S5로 복귀하여 일정시간동안 계속해서 모터(27)를 좌,우교반시키면서 스텝S5이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S6에서의 판별결과, 일정시간이 경과하면(YES일 경우) 스텝S7로 나아가서 제어수단(108)은 모터구동수단(110)를 제어하여 모터(27)의 좌,우교반을 정지시킨 후, 이때의 수위변화량을 감지하여 세탁물의 양(부하량)을 판단한다음 부하량에 적합한 세탁시간, 수류시간, 헹굼회수, 세탁수량 및 탈수시간 등을 결정한다.

이어서, 스텝S8~S9에서 제어수단(108)은 온·냉급수밸브(7,8)를 개방(온)시켜 터브(9)내에 세탁수를 결정된 세탁수량만큼 급수완료한 후 온·냉급수밸브(7,8)를 폐쇄(오프)시킨다음 모터(27)를 구동시킨다.

상기 모터(27)의 구동에 따라 드럼(11)이 좌,우반전되면서 고속으로 회전하여 급수된 세탁수에 수류가 형성됨과 동시에 세탁물에 물리적인 힘이 가해져 세탁물에 흡착된 때나 이물질 등을 분리시켜 세탁 및 헹굼행정을 수행하고, 스텝S10에서 제어수단(108)은 세탁 및 헹굼시 터브(9)내의 오염된 세탁수를 배수하도록 배수펌프구동수단(114)에 제어신호를 출력한다.

따라서, 상기 배수펌프구동수단(114)에서는 제어수단(108)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 배수펌프(29)을 구동시킴으로서 터브(9)내의 오염된 세탁수를 배수호스(도시안됨)를 통해 외부로 배출시킨다.

이어서, 스텝S11에서 제어수단(108)은 모터(27)를 간헐적으로 구동시켜 세탁물을 간헐적으로 탈수하는 간헐탈수공정을 1~3회 수행하고, 스텝S12로 나아가서 모터구동수단(110)은 제어수단(108)의 제어에 따라 모터(27)를 고속으로 회전시킴으로서 드럼(11)이 고속회전하면서 발생된 원심력에 의해 세탁물의 잔류 수분을 탈수시켜 탈수행정을 진행하기 시작한다.

상기 탈수진행시에, 스텝S13에서는 거품 발생에 따라 변화하는 모터(27)의 구동전류를 전류감지수단(104)에서 감지하여 제어수단(108)에 출력한다.

즉, 탈수진행에 따른 모터(27)의 고속회전시에 모터구동수단(110)의 도시되지 않은 스위칭소자(IGBT)의 에미터단자에 연결된 션트저항(Rs)에는 모터(27)의 구동전류가 걸리게 되고, 션트저항(Rs)에 걸리는 모터 전류는 저항(R1) 및 컨덴서(C1)를 통해 적분되어 도 5에 도시한 파형의 모터 전류에 의한 전압값을 출력한다.

상기 저항(R1) 및 컨덴서(C1)에서 출력된 전압값은 비교기(105)의 반전단자(-)에 입력되고, 상기 비교기(105)의 비반전단자(+)에는 분압저항(R2,R3)에 의해 생성된 도 5에 도시한 파형의 거품감지 기준전압값(2.487V)이 입력되어 비교기(105)에서는 이들을 비교하여 출력단자를 통해 하이 또는 로우레벨의 전압신호를 출력한다.

탈수진행중, 거품의 양이 아주 적거나 거품이 감지되지 않을 경우에는 션트저항(Rs)에 걸리는 모터(27)의 구동전류가 기준전압보다 낮아 비교기(105)의 출력은 하이 상태가 된다.

그러나, 거품의 양이 급격히 증가하면 션트저항(Rs)에 걸리는 모터(27)의 구동전류가 기준전압보다 높아지게 되면서 비교기(105)의 출력이 하이에서 로우로 떨어진다.

따라서, 제어수단(108)에서는 비교기(105)에서 출력되는 하이 또는 로우레벨의 전압신호를 입력받아 하이신호가 입력되면 거품이 감지되지 않았다고 판단하고, 로우신호가 입력되면 거품이 감지되었다고 판단하게 된다.

이에 따라, 스텝S14에서 제어수단(108)은 상기 전류감지수단(104)으로부터 입력되는 모터 전류가 로우신호인가를 판별하여, 로우신호가 아니면(NO일 경우) 탈수진행시에 거품이 감지되지 않았다고 판단하여 스텝S15로 나아가서 제어수단(108)은 모터(27)를 계속하여 고속회전시키면서 세탁물의 양에 따라 결정된 탈수시간이 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S15에서의 판별결과, 탈수시간이 경과하지 않으면(NO일 경우) 상기스텝S12로 복귀하여 탈수시간이 경과할 때까지 모터(27)를 고속회전시켜 탈수행정을 진행하면서 스텝S12이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S15에서의 판별결과, 탈수시간이 경과하면(YES일 경우) 스텝S16으로 나아가서 제어수단(108)은 모터(27)를 정지시켜 모든 세탁행정을 완료하면서 동작을 종료한다.

또한, 상기 스텝S14에서의 판별결과, 로우신호이면(YES일 경우) 탈수진행시에 거품이 감지되었다고 판단하여 스텝S20으로 나아가서 제어수단(108)은 일정시간(예를들면, 3ms)동안 로우신호가 2번 이상 감지되었는지를 판별한다.

이는, 노이즈에 의한 오동작을 방지하여 거품 발생을 정확히 감지하기 위함이다.

상기 스텝S20에서의 판별결과, 로우신호가 2번 이상 감지되지 않으면(NO일 경우) 노이즈에 의한 오동작이라고 판단하여 상기 스텝S13으로 복귀하여 모터 전류를 계속해서 감지하면서 스텝S13이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S20에서의 판별결과, 로우신호가 2번 이상 감지되면(YES일 경우) 탈수진행시에 거품이 정확히 감지되었다고 판단하여 스텝S21로 나아가서 제어수단(108)은 모터(27)의 구동을 바로 정지시키면서 거품을 제거하기 위해 상기 스텝S9로 복귀하여 헹굼행정을 수행하면서 스텝S9이하의 동작을 반복수행한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 세탁기의 거품감지방법에 의하면, 탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 모터 전류를 감지하여 일정값 이상이면거품 발생이 감지되었다고 판단하고, 거품 발생시에는 탈수를 중단하고 헹굼행정으로 피드백하여 거품을 제거한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서의 3상 유도모터를 사용하는 인버터 제어방식에서는 모터보호회로를 기본으로 가지고 있으며, 탈수시뿐 아니라 세탁 전 행정에 걸쳐서 모터의 과부하를 체크하므로 거품감지를 위해 별도의 장치(예컨대 회전수검출장치)를 추가하지 않더라도 기존의 회로를 이용하여 거품 발생을 감지하므로 그 구성이 간단하다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 모터의 고속회전에 따라 탈수행정을 진행하는 세탁기의 거품감지방법에 있어서,

   탈수진행시에 거품 발생에 따라 변화하는 상기 모터의 구동전류를 감지하는 전류감지단계와,

   상기 전류감지단계에서 감지된 모터 전류가 일정값 이상인지를 비교하여 그 비교결과에 따라 제어수단에서 거품 발생여부를 감지하는 거품발생감지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단은 모터 전류가 일정값 이상이 되는 회수가 일정시간내에 소정회수 이상일 때 거품 발생이라고 감지하여 노이즈에 의한 오동작을 방지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 일정시간은 1~5ms이며, 상기 소정회수는 1이상인 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 거품발생감지단계에서 거품 발생이라고 감지되면 상기 모터의 구동을 정지시켜 탈수행정을 중단하면서 헹굼행정으로 피드백하여 거품을 제거하는 거품제거단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품감지방법.