KR20040059222A - 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법 및 그에 따른 세탁기운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에 있어서 탈수 진입 초기에 언밸런스량을 보다 정밀하고 신속하게 검출하여 이에 알맞게 본 탈수 속도를 제어함으로써 탈수시 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기의 운전 제어방법에 있어서; 탈수행정 진입시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하는 언밸런스 검출방법 및 상기 검출된 언밸런스 량에 따라 알맞은 회전속도 본 탈수를 진행함을 특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법이 제공된다.

Description

세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법 및 그에 따른 세탁기 운전 제어방법{method for detecting unbalance of dehydration tub and method for controlling operation of washing machine by using the same}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈수 진입시 언밸런스를 보다 정밀하고 신속하게 검출하여 이에 알맞게 본 탈수 속도를 제어함으로써 탈수시 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 세제의 유화 작용 및 세탁날개의 회전에 따른 수류의 마찰작용 및 펄세이터가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 제품으로서, 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를 감지하여 세탁방법을 자동으로 설정하고 또한 세탁수의 수위를 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수한 후 마이콤의 제어를 받아 세탁을 수행하게된다.

한편, 기존의 세탁기의 구동방식은 구동 모터의 회전동력을 동력전달용 벨트 및 풀리등을 개재하여 세탁축으로 전달하여 펄세이터를 회전시키거나 탈수축으로 전달하여 세탁조 겸용 탈수조를 회전시키는 방식과, BLDC 모터의 속도제어에 의해 세탁조 겸용 탈수조를 세탁 및 탈수시 각기 다른 속도로 회전시키는 방식이 있다.

이와 더불어, BLDC 모터를 이용하면서도 동력전달 경로를 달리 제어하여 세탁시에는 펄세이터만을 저속회전시켜 세탁을 행하고, 탈수시에는 펄세이터 및 탈수조를 동시에 고속 회전시켜 탈수를 행하는 방식도 있다.

또한, 세탁시 일정한 방향으로 세탁조 또는 세탁날개를 고속회전시키면서 펌핑된 수류를 세탁조 내로 분사하여 투과세탁을 수행하는 방식도 적용된다.

도 1은 기존 세탁기의 일예를 나타낸 종단면도로서, BLDC 모터의 속도제어에 의해 세탁 및 탈수를 행하는 세탁기의 구조예를 나타낸 것이다.

그 구성을 간략히 살펴보면, 아웃케이스(1) 내부로 현가장치(7)에 의해 지지되는 외조(2)가 설치되며, 상기 외조(2) 내에는 세탁조 겸용 탈수조(3)(이하, "세탁조" 또는 "탈수조"중 어느 하나로 선택적으로 칭한다)가 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 세탁조(3) 내부의 바닥 중심부에는 펄세이터(4)가 설치되며, 상기 외조(2)의 하부 일측에는 상기 세탁조(3)로 구동력을 전달하기 위한 모터(5)가 장착된다.

또한, 상기 외조(2) 하부 타측에는 배수호스(11)가 연결되고, 상기 배수호스(11)의 관로 상에는 배수밸브(6)가 구비된다.

한편, 아웃케이스(1) 상부의 톱커버(12)에는 도어(8)가 구비되고, 상기 톱커버(12)의 소정 위치에는 수위센서(9)가 구비되며, 상기 톱커버(12)의 컨트롤 패널 내측에는 컨트롤러(300)가 구비된다.

그리고, 상기 수위센서(9)와 외조(2) 사이에는 외조의 수위에 따른 공기압을 상기 수위센서(9)에 전달하는 압력 전달용 튜브(10)가 연결된다.

이때, 상기 수위센서(9)로서는 통상 기계적인 구조로 된 수위센서와 반도체를 이용한 수위센서가 적용된다.

한편, 상기 세탁조(3) 상단부 내측에는 내부에 염수가 주입되어 유체유동에 의해 세탁조의 언밸런스를 저감시키는 유체 밸런서(20)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 세탁기는 세탁물 및 세제가 세탁조(3) 내에 투입되어 제반 준비가 완료된 상태에서 세탁 시작 버튼을 선택하면 포량 감지후 마이콤의 제어 신호에 따라 급수가 이루어진 후 일정 시간에 걸쳐 세탁, 헹굼, 배수, 탈수를 자동적으로 수행하게 된다.

한편, 기존의 세탁기에 있어서는 탈수 진행시 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 세탁 및 헹굼에 이어 배수를 마친 후, 탈수에 진입하게 될 때, 세탁물의 뭉침등으로 인해 과도한 편심량이 발생한 상태에서는 언밸런스로 인하여 회전하는 외조(2)가 아웃케이스 벽면을 치게 되는 스트라이킹(striking) 현상이 발생하게 된다.

이 경우, 소음 및 진동이 발생하여 시스템의 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 기존의 탈수 진행시 본 탈수 속도 결정 방법은 탈수시 언밸런스를 검출하여 검출된 언밸런스량에 알맞은 속도로 탈수를 진행하는 것인데, 기존의 언밸런스 감지 구조는 기구적인 영향에 민감하고 정밀도가 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탈수 진입시 언밸런스량을 보다 정밀하고 신속하게 검출하여 알맞은 속도로 본 탈수를 진행할 수 있도록 함으로써 탈수시 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법 및 그에 따른 세탁기 운전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 기존 세탁기 구조예를 나타낸 종단면도

도 2는 탈수시간과 세탁조 회전수와의 관계를 나타낸 그래프

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 그래프로서,

도 3a는 가속시 언밸런스량에 따른 회전수 거동을 나타낸 그래프

도 3b는 정속시 언밸런스량에 따른 회전수 거동을 나타낸 그래프

도 4는 언밸런스량과 언밸런스 판정값과의 상관관계를 나타낸 그래프

도 5는 본 발명 언밸런스 감지 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2:외조 3:세탁조

5:모터

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기에 있어서; 탈수행정 진입초기에 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을검출하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법이 제공된다.

상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 1차 공진 RPM(Revolution Per Minute) 대역에서 검출함을 특징으로 한다.

상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 정속구간에서 검출함을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 본 발명은 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기의 운전 제어방법에 있어서; 탈수행정 진입시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하여 상기 검출된 언밸런스 량에 따라 알맞은 회전속도 본 탈수를 진행함을 특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법이 제공된다.

상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 1차 공진 RPM 대역에서 검출함을 특징으로 한다.

상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 정속구간에서 검출함을 특징으로 한다.

상기 본 탈수 속도는 언밸런스량이 속하는 범위에 따라 정상속도 구간 및 중간속도 구간, 그리고 최소속도 구간중 어느 한 구간에 들어가는 속도로 정해짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 탈수시간과 세탁조 회전수와의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 그래프로서, 도 3a는 가속시 언밸런스량에 따른 회전수 거동을 나타낸 그래프이고, 도 3b는 정속시 언밸런스량에 따른 회전수 거동을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기에 있어서, 탈수행정 진입초기에 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하게 된다.

이 때, 상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 1차 공진 RPM 대역에서 검출함이 바람직하며, 특히 1차 공진 RPM 대역 중에서도 정속구간에서 검출함이 가장바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 탈수 제어 과정을 보다 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 세탁물 및 세제가 세탁조(3) 내에 투입되어 제반 준비가 완료된 상태에서 세탁 시작 버튼을 선택하면, 포량이 감지되고 이어 마이콤의 제어 신호에 따라 급수가 이루어진 후 일정 시간에 걸쳐 세탁·헹굼·배수·탈수가 자동적으로 수행됨은 종래와 마찬가지이다.

이 때, 본 발명은 세탁기의 운전 제어방법에 따르면, 탈수행정 진입시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하여 상기 검출된 언밸런스 량에 따라 알맞은 회전속도 본 탈수를 진행하게 된다.

즉, 상기한 언밸런스 검출 방법에 따라 세탁조의 회전속도 변동폭을 1차 공진 RPM 대역중에서도 정속구간에서 검출하고, 상기에서 검출된 언밸런스량이 속하는 범위에 따라 정상속도 구간 및 중간속도 구간, 그리고 최소속도 구간중 어느 한 구간에 속하도록 본 탈수 속도를 결정하게 된다.

예를 들어, 검출된 언밸런스량이 속하는 범위가 정상범위(예;0∼1.35㎏)일 경우에는 정상탈수 속도로 본 탈수를 진행하고, 검출된 언밸런스량이 속하는 범위가 중간범위(예;1.35∼2.5㎏)일 경우에는 정상속도보다는 낮으나 탈수를 위한 최소속도보다는 높은 탈수 속도로 본 탈수를 진행하고, 검출된 언밸런스량이 속하는 범위가 최대범위(예;2.5㎏ 이상)일 경우에는 탈수를 위한 최소속도로 본 탈수를 진행하게 된다.

이와 같이 하면, 탈수 진입 초기의 언밸런스에 구애됨없이 본 탈수를 진행할 수 있게 된다.

한편, 도 4는 언밸런스량과 언밸런스 판정값과의 상관관계를 나타낸 그래프로서, 이를 참조하면, 상기한 본 발명의 방법에 의해 검출한 언밸런스량은 낮은 구간(0∼0.6㎏)에서는 판정값의 차이가 별로 없어 변별력이 떨어지나, 그보다 언밸런스량이 큰 구간(0.6∼2.3㎏)에서는 판정값에 차이가 크서 변별력이 높아진다.

따라서, 상기한 본 발명의 방법은 특히, 탈수 속도 제어에 있어 정밀도가 요구되는 구간(1.35∼2.5㎏)의 언밸런스량 검출에 유용하다.

한편, 도 5는 본 발명 언밸런스 감지 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 그래프로서, 이를 참조하면, 본 실시예에서는 세탁조의 회전속도 변동폭을 1차 공진 RPM 대역 중에서도 정속구간에서 검출하되, RPM이 일정 크기(예;0.5RPM) 이상 떨어지게 되면 에러유발 가능신호를 발생하고, 그 이후 또 다시 RPM이 정해진 크기 이상 떨어지게 되는 에러신호가 발생하면 그 시점부터 소정 시간 범위내에서 매단위 시간(1 msec)마다의 RPM값을 검출하고, 이를 근거로 Root Mean Square법을 이용하여 언밸런스 판정값을 구한다.

즉, 감지 시작 포인트는 R(n)-R(n-1)≤0.5(RPM)이 되는 시점이 되고, 언밸런스 판정값은 다음식에 의해 구해진다.

[수학식]밸런스 판정값(UB) =, 여기서, X는 P 1 ∼P 15 의 평균값.

따라서, 본 실시예에서는 상기와 같은 방식에 의해 탈수 진입시 언밸런스값을 판정하고 그 값에 따라 본 탈수 속도를 제어할 수 있다.

특히, 이 경우에는 언밸런스 검출시 매우 짧은 시간내에 언밸런스량을 판정 할 수 있고, 주기별로 산정된 언밸런스 판정값의 비교를 통해 판정값의 변화 추세를 예측할 수 있으므로, 판정값의 변화 추세에 따라 언밸런스량이 점점 커질것으로 예측되는 경우에는, 세탁기의 운전을 정지시킴으로써 외조가 아웃케이스를 치는 스트라이킹 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 세탁기에 있어서 탈수 진입시 언밸런스량을 보다 정밀하고 신속하게 검출하여 이에 알맞게 본 탈수 속도를 제어함으로써 탈수시 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기에 있어서;

   탈수행정 진행시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 1차 공진 RPM 대역에서 검출함을 특징으로 하는 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 정속구간에서 검출함을 특징으로 하는 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법.
4. 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기의 운전 제어방법에 있어서;

   탈수행정 진입시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출하여 상기 검출된 언밸런스 량에 따라 알맞은 회전속도 본 탈수를 진행함을 특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 1차 공진 RPM 대역에서 검출하는 것을특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 세탁조의 회전속도 변동폭은 정속구간에서 검출함을 특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 본 탈수 속도는 언밸런스량이 속하는 범위에 따라 정상속도 구간 또는 중간속도 구간, 그리고 최소속도 구간중 어느 한 구간에 들어가는 속도로 정해짐을 특징으로 하는 세탁기의 운전 제어방법.
8. 세탁조에 세탁물 투입 및 급수후 일정 시간에 걸쳐 세탁 ·헹굼· 배수· 탈수를 순차적으로 진행하게 되는 세탁기에 있어서;

   탈수행정 진행시 세탁조의 회전속도의 변동폭을 통해 언밸런스량을 검출함에 있어, 세탁조의 회전속도 변동폭을 1차 공진 RPM 대역 중에서도 정속구간에서 검출하되, RPM이 일정 폭 크기 떨어지게 되면 에러유발 가능신호를 발생하고, 그 이후 또 다시 RPM이 정해진 크기 이상 떨어지게 되는 에러신호가 발생하면 그 시점부터소정 시간 범위내에서 매단위 시간 마다 RPM값을 검출하고, 이를 근거로 근 제곱 평균(Root Mean Square)법을 이용하여 언밸런스 판정값을 구하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수시 언밸런스 검출방법.