KR20070048520A - 세탁기 및 그 언밸런스 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 발명은 세탁물을 수용하는 회전 터브, 상기 회전 터브를 회전시키기 위한 세탁 모터, 상기 세탁 모터의 회전 속도에 상응하는 모터 인가전압에 대한 정보를 저장하는 모터 인가전압 저장부, 상기 세탁 모터의 회전속도를 가변하여 포감기 운전하는 동안 상기 세탁물의 언밸런스 레벨을 검출하는 경우, 상기 모터인가 전압 저장부에 저장된 모터 인가전압에 따라 모터 구동신호를 출력하여 상기 세탁 모터를 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 본 발명은 포감기와 언밸런스 검출을 동시 수행하기 위해 세탁 모터의 회전 속도를 가변하는 동안 일정 언밸런스 레벨을 검출할 수 있어서 언밸런스 발생여부를 판단하는 동작이 간편하게 이루어진다.

Description

세탁기 및 그 언밸런스 제어방법{Washing Machine And Method For Controlling Unbalance The Same}

도 1a 및 도 1b는 언밸런스 상태와 밸런스 상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 기존의 언밸런스 검출방법에 따른 세탁 모터의 속도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 3은 언밸런스 검출 구간에서의 모터 회전속도와 계산된 평균속도 및 실제 평균속도를 나타낸 그래프이다.

도 4a는 본 발명에 따른 세탁기의 블록도이다.

도 4b는 도 4a의 제어부의 상세 구성도이다.

도 5a는 포 감기 운전패턴을 나타내는 도면이다.

도 5b는 포 감기 운전 시 모터 회전속도별 모터 인가전압을 나타내는 도면이다.

도 5c는 동일한 언밸런스 상태에서 모터 인가전압에 따라 모터 회전속도의 편차를 나타내는 도면이다.

도 5d는 회전 속도 가변 시 모터 인가전압에 따른 언밸런스 레벨을 나타내는 도면이다.

도 5e는 본 발명에서 언밸런스 검출을 위하여 모터 회전속도 가변 시 모터 회전속도에 따른 인가전압을 나타내는 도면이다.

도 5f는 본 발명에서 포감기 운전 시 모터 회전속도를 가변할 때 임의의 언밸런스 양에 대해 언밸런스 레벨이 일정하게 나타내는 도면이다.

도 6a 내지 도 6d는 모터 속도 신호로부터 언밸런스에 의한 순수 언밸런스 레벨을 얻는 일련의 과정을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 세탁기의 언밸런스 제어방법을 나타낸 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

200 : 제어부

240 : 언밸런스 판단부

250 : 모터 인가전압 저장부

본 발명은 탈수 운전에서 언밸런스 레벨을 검출하기 위한 세탁기 및 그 언밸런스 제어방법에 관한 것이다.

세탁기는 세탁물을 수용하는 회전 터브(rotation tub)를 회전하기 위한 세탁모터를 구비한다. 세탁과 헹굼 및 탈수 등 일련의 세탁 동작을 전반적으로 제어하는 컨트롤러가 세탁모터의 회전수를 제어하도록 하고 있다.

회전 터브의 고속 회전에 의하여 원심력을 이용하여 탈수하는 경우, 도 1a와 같이 회전 터브(1)의 내부 공간(2)에 투입된 세탁물(3)이 한 쪽으로 뭉쳐져 있는 언밸런스 상태에서는 회전 터브가 심하게 흔들려서 소음을 유발한다. 소음 억제를 위해서, 도 1b와 같이 세탁물이 고르게 배치되어 있는 밸런스 상태에서 탈수 운전하는 것이 바람직하다.

언밸런스에 의한 소음 발생 뿐만 아니라 세탁물이 뭉쳐진 상태로 탈수하는 경우 탈수 효율이 저하되고 세탁물의 구김이 발생하게 되므로, 탈수 운전 초기에 언밸런스를 검출하고 있다.

기존이 언밸런스 검출방법은 모터 속도의 변동분을 이용하여 언밸런스 레벨을 검출하였다.

모터 속도를 가변하는 동안에는 모터 속도의 변동분이 순시적으로 변화하기 때문에 모터 속도 변동분을 측정하기 매우 어렵다, 그래서 일정 구간에서 모터 속도를 일정하게 유지한 상태에서 모터 속도 변동분을 측정하는 방법을 이용하였다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 모터 회전수를 증가하여 세탁물이 회전 터브 내면에 붙어 있도록 포감기를 수행하고, 이후 언밸런스 검출구간에서 모터 회전수를 일정하게 유지하는 정속 운전 구간에서 모터 속도의 변동분을 측정하고, 그 측정된 모터의 속도 변동분에 기초하여 연산한 언밸런스 레벨에 따라 언밸런스 상태를 판단하였다.

그런데 언밸런스 검출 구간에 적용하는 모터 속도가 낮은 경우 회전 터브 안의 세탁물이 움직이게 되어 속도 센서에 의해 검출된 실제 모터 속도는 일정하게 유지되지 못하고 도 3의 실선으로 나타낸 것과 같이 변화하며, 그 모터 속도의 실제 평균속도도 도 3의 파선으로 나타낸 바와 같이 변화한다. 하지만, 측정한 모터 속도를 평균하여 얻은 계산된 평균속도는 도 3의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 일정하다. 따라서 모터 속도 변동분은 실제와 다르게 계산된 평균 속도로부터 얻어지기 때문에, 그 결과 언밸런스 판단 에러를 유발하게 된다.

언밸런스 검출 구간에 적용하는 모터 속도를 높게 하면 회전 터브 안에 세탁물이 달라붙어서 모터의 평균속도가 일정하게 유지되고 이로서 언밸런스 판단의 신뢰도를 확보할 수 있다. 그렇지만, 판단 결과 언밸런스 레벨이 과도하게 나타나는 경우 밸런스 상태를 만들기 위해서 처음부터 포감기 운전을 반복하여야 하기 때문에 탈수 운전에 걸리는 전체 시간이 길어진다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 포감기와 언밸런스 검출을 동시 수행함에 있어서 세탁 모터에 인가하는 모터 인가전압을 가변함으로써 일정 언밸런스 레벨을 검출할 수 있도록 한 세탁기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 세탁물을 수용하는 회전 터브; 상기 회전 터브를 회전시키기 위한 세탁 모터; 상기 세탁 모터의 회전 속도에 상응하는 모터 인가전압에 대한 정보를 저장하는 모터 인가전압 저장부; 상기 세탁 모터의 회전속도를 가변하여 포감기 운전하는 동안 상기 세탁물의 언밸런스 레벨을 검출하는 경우, 상기 모터인가 전압 저장부에 저장된 모터 인가전압에 따라 모터 구동신호를 출력하여 상기 세탁 모터를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 저장부는 상기 세탁 모터의 회전속도에 비례하는 모터 인가 전압을 저장한다.

상기 저장부에 저장하는 모터 인가전압은 가변하는 상기 세탁 모터의 모터 속도 신호로부터 검출하는 언밸런스 레벨을 일정하게 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전 터브를 회전시키기 위한 세탁 모터의 속도를 검출하는 모터속도 검출부를 구비하여 세탁물의 불균형으로 인하여 발생하는 언밸런스를 제어하기 위한 세탁기의 언밸런스 제어방법에 있어서, 상기 세탁 모터의 회전속도를 가변하기 위하여 포감기하는 동안 상기 세탁 모터의 회전속도에 대응하는 모터 인가전압에 따라 상기 세탁 모터를 구동하며; 상기 모터속도 검출부에 의해 검출한 상기 세탁 모터의 모터 속도 신호로부터 언밸런스 레벨을 검출한다.

상기 포감기 운전은 미리 정한 운전패턴에 따라 상기 세탁모터의 회전속도를 가변하며, 상기 모터 인가전압은 상기 세탁모터의 회전 속도에 비례하며 저장부에 미리 저장한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4a는 본 발명에 따른 세탁기의 블록도로서, 탈수 운전을 위하여 세탁모터를 구동하기 위한 구성을 나타낸 것으로 탈수 운전 뿐만 아니라 세탁과 헹굼 운전을 수행하기 위하여 도 4a에 도시하지 않은 공지의 구성요소를 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 세탁기는, 도 4a에 도시한 바와 같이, 탈수 운전의 설정을 포함한 사용자의 운전 명령을 입력하기 위한 입력부(100), 세탁과 헹굼 및 탈수 등 세탁기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어부(200), 상기 제어부(200)의 제어에 따라 세탁모터(400)를 구동하기 위한 모터 구동부(300), 및 상기 세탁모터(400)의 회전수에 대응하는 모터 속도 신호를 상기 제어부(200)에 제공하기 위한 모터속도 검출부(500)를 포함한다. 여기서 모터속도 검출부(500)는 홀센서 또는 엔코더로 구현할 수 있다.

제어부(200)는, 도 4b에 도시한 바와 같이, 속도 리플 추출부(210)와 절대값 연산부(220)와 언밸런스 레벨 검출부(230)와 언밸런스 판단부(240), 모터 인가전압 저장부(250), 모터 제어부(260), 및 운전패턴 저장부(270)를 포함하여 구성한다.

세탁과 헹굼을 마치고 나서 탈수 운전하는 경우, 회전 터브 내면에 세탁물이 달라 붙게 하는 포감기를 수행하기 위해 세탁 모터(400)를 구동한다. 포감기 운전하는 동안 세탁 모터의 회전속도를 가변하며, 본 발명에서는 도 5a에 도시한 바와 같은 포감기 운전 패턴에 따라 세탁 모터의 회전 속도를 가변한다. 포감기 운전 패턴은 운전패턴 저장부(270)에 저장되어 있다.

모터 회전 속도가 변화할 때 세탁 모터에 인가되는 전압의 크기는 일반적으로 도 5b에서와 같다.

도 5c에 도시한 바와 같이, 일반적으로 작은 모터 인가전압(V1)을 적용한 경우의 모터 회전속도(S-1)의 속도 편차(A1)는 상대적으로 큰 모터 전압(V2; V1<V2)을 적용한 경우의 모터 회전속도(S-2)의 속도 편차(A2)보다 크다. 모터 인가전압이 크면 구동 토크가 증가하여 속도 편차의 크기가 줄어든다.

도 5d는 언밸런스 무게가 일정한 상태에서 각각의 모터 인가 전압에 대하여 세탁 모터의 회전 속도를 가변하는 경우에 검출한 언밸런스 레벨을 나타낸 것으로, 일정 언밸런스 레벨(Ur)이 나타나도록 하기 위한 인가전압(V1, V2, V3, V4,..)은 모터 회전속도(60, 70, 80, 90 rpm)에 따라 각각 다르다. 각 모터 인가전압(V1, V2, V3, V4,..)에 대한 언밸런스 레벨의 신호 곡선(S-11, S-12, S-13, S-14, S-15)로 나타난다.

도 5e에 도시한 바와 같이 포감기 운전을 위해 가변하는 모터 회전속도(60, 70, 80, 90 rpm)에 모터 인가전압(V1, V2, V3, V4)이 각각 대응하며, 모터 인가전압 저장부는(250)는 모터 회전속도에 대한 인가전압에 정보를 저장하고 있다.

포감기를 위해 모터 회전 속도의 가변 구간(대략 60~ 95rpm)에서, 세탁 모터를 구동 시 각각의 모터 회전 속도에 대응하는 모터 인가 전압을 인가하는 경우, 일정 언밸런스 레벨이 나타난다. 도 5f에서, Sa는 언밸런스 무게가 300g이고, Sb는 무게가 400g이고, Sc는 언밸런스 무게가 500g인 경우로서, 포감기 운전의 회전속도 가변 구간에서 일정 언밸런스 레벨이 나타난다.

이와 같이 세탁 모터의 회전 속도 가변 시 모터의 인가전압을 제어함으로서, 임의의 언밸런스 무게에 따른 언밸런스 레벨이 일정하게 나타나므로 언밸런스의 발생여부를 간편하게 알아낼 수 있다.

세탁 모터의 회전속도를 가변하는 도중 모터속도 검출부(500)는, 도 6a에 도시한 모터 속도 신호(Y1)를 속도 리플 검출부(210)에 제공한다. 속도 리플 검출부(210)는 제공받은 모터 속도 신호(Y1)로부터 직류 성분이 제거하고, 도 6b와 같이 속도 리플(Y2)을 추출하여 절대값 연산부(220)에 제공한다. 절대값 연산부(220)는 속도 리플을 제곱(Y2*Y2)하여 0보다 큰 신호 파형(Y3)을 언밸런스 레벨 검출부(230)에 공급한다. 언밸런스 레벨 검출부(230)는 언밸런스에 의한 신호 성분 이외의 다른 성분을 제거하여 언밸런스에 의한 순수한 언밸런스 레벨(Y4)를 언밸런스 판단부(240)에 출력한다. 여기서 다른 성분은 모터 동력을 회전 터브에 전달하기 위한 벨트와 풀리 등과 같은 기구적 특성 등으로 인하여 발생되는 성분을 의미한다. 언밸런스 레벨 검출부(230)가 공급하는 언밸런스 레벨(Y4)은 모터의 속도 변화를 실시간으로 반영한다.

언밸런스 판단부(240)는 제공받은 언밸런스 레벨(Y4)과 미리 설정한 기준 레벨을 비교하여 언밸런스 발생 여부를 판단한다. 그 판단 결과에 따른 언밸런스 판단신호를 모터 제어부(260)에 제공한다.

이하에서는 본 발명에 따른 세탁기의 동작을 설명한다.

세탁과 헹굼 운전을 끝내고, 제어부(200)는 탈수 운전 모드를 설정하고(600), 모터 구동부(300)를 제어하여 세탁 모터(400)의 구동을 시작한다(610).

포감기 운전을 수행할 것인지 판단하고(612), 포감기 운전인 경우 모터 속도 검출부(500)에서 검출한 모터 속도 신호(Y1)를 제어부(200)에 공급한다(614).

모터 제어부(260)는 운전패턴 저장부(270)에 저장된 포감기 운전 패턴을 읽고(616), 모터 인가전압 저장부(250)에 저장된 포감기 운전 패턴의 회전 속도에 상응하는 모터 인가전압을 읽고(618), 그 모터 인가전압에 상응하여 모터 구동신호를 모터 구동부(300)에 인가한다. 이에 따라 세탁 모터가 구동한다(620).

세탁 모터의 회전속도를 가변하는 동안 속도 리플 추출부(210)는 모터 속도 신호에서 고주파의 속도 리플(Y2)을 추출하여 직류 성분이 제거된 속도 리플(Y2)을 절대값 연산부(220)에 공급한다(622). 절대값 연산부(220)에서 속도 리플(Y2)를 제곱하여 모든 신호가 0보다 큰 값을 가지도록 절대값 연산한 신호(Y3)를 언밸런스 레벨 검출부(230)에 공급한다(624). 언밸런스 레벨 검출부(230)는 제공받은 신호(Y3)에서 언밸런스에 의한 순수한 성분을 남기고 다른 성분을 제거한 순수 언밸런스 레벨을 언밸런스 판단부(240)에 공급한다(626).

언밸런스 판단부(240)는 제공받은 언밸런스 레벨과 미리 설정한 기준 레벨을 비교하여 그에 따른 언밸런스 판단 신호를 모터 제어부(260)에 제공한다. 언밸런스 레벨이 기준 레벨보다 작지 않은 경우 모터 제어부(260)는 모터 구동부(300)를 제어하여 계속해서 포감기 동작을 수행하기 위해 동작 620으로 진행한다(628).

언밸런스 레벨이 기준 레벨보다 작은 경우 밸런스 상태로 인식하고 모터 제어부(260)는 실질적인 탈수 동작을 수행하기 위하여 모터 구동부(300)를 제어하여 회전 터브를 고속 회전시킨다.

이상과 같이 본 발명은 포감기와 언밸런스 검출을 동시 수행하기 위해 세탁 모터의 회전 속도를 가변하는 동안 일정 언밸런스 레벨을 검출할 수 있어서 언밸런스 발생여부를 판단하는 동작이 간편하게 이루어진다.

Claims (5)

1. 세탁물을 수용하는 회전 터브;

   상기 회전 터브를 회전시키기 위한 세탁 모터;

   상기 세탁 모터의 회전 속도에 상응하는 모터 인가전압에 대한 정보를 저장하는 모터 인가전압 저장부;

   상기 세탁 모터의 회전속도를 가변하여 포감기 운전하는 동안 상기 세탁물의 언밸런스 레벨을 검출하는 경우, 상기 모터인가 전압 저장부에 저장된 모터 인가전압에 따라 모터 구동신호를 출력하여 상기 세탁 모터를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장부는 상기 세탁 모터의 회전속도에 비례하는 모터 인가 전압을 저장하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제2항에 있어서, 상기 저장부에 저장하는 모터 인가전압은 가변하는 상기 세탁 모터의 모터 속도 신호로부터 검출하는 언밸런스 레벨을 일정하게 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 회전 터브를 회전시키기 위한 세탁 모터의 속도를 검출하는 모터속도 검출부를 구비하여 세탁물의 불균형으로 인하여 발생하는 언밸런스를 제어하기 위한 세탁 기의 언밸런스 제어방법에 있어서,

   상기 세탁 모터의 회전속도를 가변하기 위하여 포감기하는 동안 상기 세탁 모터의 회전속도에 대응하는 모터 인가전압에 따라 상기 세탁 모터를 구동하며;

   상기 모터속도 검출부에 의해 검출한 상기 세탁 모터의 모터 속도 신호로부터 언밸런스 레벨을 검출하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 언밸런스 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 포감기 운전은 미리 정한 운전패턴에 따라 상기 세탁모터의 회전속도를 가변하며, 상기 모터 인가전압은 상기 세탁모터의 회전 속도에 비례하며 저장부에 미리 저장하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 언밸런스 제어방법.

Images