KR20080088927A - 세탁기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포량 감지에 앞서 세탁 모터의 토크 변동에 기초하여 포풀기를 수행한다. 제어부는 포풀기를 하는 동안 세탁 모터의 토크 변동분에 따라 포량 감지 시기를 판단한다. 이에 따라 포량 감지에 대한 신뢰성을 높일 수 있고 이후 탈수 행정에서의 언밸런스를 최소화할 수 있다.

포량 감지, 편심, 포풀기

Description

세탁기 및 그 제어방법{Washing Machine And Method Thereof}

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 제어 블록 다이어그램이다.

도 2는 본 발명에 따른 포풀기 행정과 포량 감지 행정을 수행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 제어부

20 : 인버터

30 : 세탁 모터

본 발명은 세탁 모터의 토크 변동에 따라 포량 감지를 수행하는 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 세탁기는 원심력을 이용하여 세탁물을 탈수하는 탈수 행정을 제어하기 위해 포량을 감지하는 포량 감지 행정을 구비한다.

포량 감지 행정은 세탁 모터를 이용하여 회전조를 구동시켜 그 세탁 모터의 속도 변화에 따라 포량을 감지하는 것으로, 포량이 많을수록 모터 속도가 제1속도부터 제2속도에 도달하기 까지 시간이 오래 걸리는 점을 이용하는 방법이다.

포량 감지를 위해 회전하는 회전조 내부의 세탁물이 뭉치게 되고, 이로 말미암아 탈수 시 언밸런스를 심화시킬 수 있다.

이러한 점을 고려하여 한국 공개특허 2005-12525호에는 포량 감지 전에 세탁물을 고르게 분산하기 위한 포풀림 교반을 실시하는 드럼 세탁기의 탈수 제어방법을 개시하고 있다. 인용 문헌에 따르면 포량 감지 전에 포풀림 교반을 실시하여 포량 감지 시 터브의 진동을 줄이도록 하고 있다.

위 인용 문헌에 따르면 포량 감지를 하기 앞서 포플림 교반을 1회 이상 실시하도록 하고 있을 뿐, 포풀림 교반의 실시 회수와 포량 감지의 실시 시기에 대해서는 전혀 개시하고 있지 아니하다.

포풀림이 필요 이상 과다하게 설정될 경우 포량 감지를 시작하는 시기가 지연되고, 이와 다르게 포풀림이 너무 적게 설정될 경우 세탁물 분산이 고르게 되지 않는 등 포량 감지에 대한 신뢰성을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 세탁 모터의 토크 변동에 기초하여 포량의 감지 시기를 판단하도록 하여 포량 감지에 대한 신뢰성을 높일 수 있고 이후 탈수 행정에서의 언밸런스를 최소화할 수 있도록 한 세탁기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 세탁물을 수용하기 위한 세탁조; 상 기 세탁조를 회전시키는 세탁 모터; 및 상기 세탁 모터를 구동하여 포풀기를 수행하고, 상기 포풀기를 수행하는 동안 상기 세탁 모터의 토크 변동분에 따라 포량 감지 시기를 판단하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크면 포풀기를 반복하고, 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크지 않으면 포량 감지를 실행한다.

상기 제어부는 q축 전류 변동에 대응하여 토크 변동분을 계산한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 세탁 모터를 기동하는 단계; 상기 세탁 모터를 구동하여 포풀기를 수행하는 단계; 상기 포풀기를 수행하는 동안 상기 세탁 모터의 토크 변동분과 기준값을 비교하여 포량 감지 시기를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 포량 감지를 실행하는 단계를 포함한다.

상기 판단 단계에서 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크면 포풀기를 반복하고, 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크지 않으면 포량 감지를 실행한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 의한 세탁기 및 그 제어 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 제어 블록 다이어그램으로서, 속도 센서를 이용하지 않고 모터 속도를 추정하는 센서리스 속도 제어 방식을 적용한다. 여기서 세탁 모터는 영구 자석형 전동기를 사용할 수 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명은 제어부(10), 인버터(20), 세탁 모터(30), 및 전류 추정기(40)를 포함한다.

인버터(20)는 제어부(10)의 전압 명령에 따라 3상 전압을 세탁 모터(30)에 인가한다. 세탁 모터(30)는 인버터(20)로부터 제공되는 3상 전압에 따라 정방향 또는 역방향으로 소정 속도로 구동한다.

전류 추정기(40)는 인버터(20)의 상전압으로부터 전류를 추정하고, 추정한 전류를 제어부(10)에 제공한다.

제어부(10)는 전류 추정기(40)의 추정 전류를 이용하여 모터 속도를 제어하며, 이를 위하여 제 1속도/위치/가속도 추정기(11), 제 2속도/위치/가속도 추정기(12), 속도제어기(13), 전류지령변환기(14), 백터전류제어기(15)를 구비한다. 이러한 제어부(10)의 구성은 백터 제어 방식을 적용하는 기술 분야에서 알려져 있는 기술이다. 또한 제어부(10)는 추정 편심량 토크에 대응하는 토크 변동분을 계산하는 편심량 관측기(16)를 포함한다.

제1 속도/위치/가속도 추정기(11)는 모터 모델을 기반으로 전류 추정기(40)로부터 제공받은 추정 전류를 이용하여 모터 속도, 위치 및 가속도를 추정하여 백터 전류 제어기(15) 및 편심량 관측기(16)에 제공한다. 제2 속도/위치/가속도 추정기(12)는 기계 모델을 기반으로 토크 명령을 이용하여 모터 속도, 위치 및 가속도를 추정하여 속도 제어기(13) 및 편심량 관측기(16)에 제공한다. 속도 제어기(13)는 측정된 또는 추정된 속도와 속도 명령을 비교하여 토크 명령을 전류지령 변환기(14)에 제공한다. 전류지령 변환기(14)는 토크 명령을 전류 명령으로 변환하여 백터전류 제어기(15)에 제공한다. 백터 전류 제어기(15)는 추정 및 측정한 전류와 전류 명령을 비교하여 인버터 구동을 위한 전압을 출력한다. 편심량 관측기(16)는 상기 제1,2 속도/위치/가속도 추정기(11)(12)에서 각각 추정한 가속도, 마찰력 및 q축 전류를 통해 편심량 토크를 생성하고, 오차를 보상하여 추정한 편심량 토크로부터 세탁모터의 토크 변동분을 계산하여 백터 전류 제어기(15)에 제공한다. 백터 전류 제어기(15)는 토크 변동분과 사전 설정된 기준값의 비교 결과에 따라 그에 따른 전압 명령을 출력한다.

탈수 행정을 수행하는 경우 언밸런스를 체크하는 과정을 거치도록 되어 있고, 이 과정에 앞서 포량 감지하는 동작이 요구된다. 포풀림 과정을 거치고 나서 포량 감지를 하여야 포량을 정확하게 감지할 수 있고, 이후 탈수 행정에 진입하여도 언밸런스를 최소화할 수 있게 된다.

도 2를 참고하여, 세탁 모터(30)를 기동하여 정방향 포풀기(A1)를 수행하는 동안 제어부(10)는 추정 편심량 토크에 상응하는 토크 변동분과 기준값을 비교하여 포량 감지 시기를 판단하고, 그 판단 결과 포량 감지 시기에 해당하면 포풀기를 정지하고 포량을 감지하기 위한 포량 감지 행정(B)을 수행한다. 그 판단 결과 포량 감지 시기에 해당하지 않으면 정방향 포풀기(A1)를 정지하고, 역방향 포풀기(A2)를 시작한다.

역방향 포풀기(A2)를 수행하는 동안 제어부(10)는 추정 편심량 토크에 상응하는 토크 변동분과 기준값을 비교하여 포량 감지 시기를 다시 판단하고, 그 판단 결과 포량 감지 시기에 해당하면 포풀기를 정지하고 포량을 감지하기 위한 포량 감지 행정(B)을 수행한다. 그 판단 결과 포량 감지 시기에 해당하지 않으면 역방향 포풀기(A2)를 정지하고, 다시 정방향 포풀기(A1)를 시작한다.

이와 같이 포풀기 하는 동안 포량 감지 시기에 해당하지 않으면 정방향 포풀기와 역방향 포풀기를 반복하고, 포량 감지 시기에 해당하는 경우 실행 중인 포풀기를 정지하고 나서 바로 포량 감지를 시작하도록 한다.

정방향 포풀기(A1)와 역방향 포풀기(A2)는 모터의 회전 방향이 다를 뿐 속도의 변화하는 패턴은 동일하다. 예를 들어, 40 Rpm으로 모터 기동하고 소정 가속도(4rpm/sec)로 60rpm 까지 속도를 증가시키며, 이 과정에서 계산한 토크 변동분에 따라 포량 감지 시기를 판단한다.

포량 감지 시기에 해당하면 포량 감지 행정(B)을 시작한다. 포량 감지 행정(B)은 모터 구동하여 제1기준속도(Rpm1)에 도달하는 시기(T1)부터 제2기준속도(Rpm2)에 도달하는 시기(T2) 까지는 걸리는 시간 차이(G)에 따라 포량을 감지한다. 이후 감지한 포량에 기초하여 탈수 제어 동작을 수행할 수 있다.

도 3을 중심으로 하여, 본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법을 설명한다.

세탁 모터(30)를 기동하고 나서 q축 전류의 변동분에 상응하는 토크 변동분을 계산하고(100)(102), 계산한 토크 변동분이 기준값보다 큰지를 판단한다(104).

그 판단 결과 토크 변동분이 기준값보다 크면 포량 감지 시기에 해당하지 않는 경우로 인식하여 세탁물을 고르게 분산하기 위한 정방향 포풀기(A1)을 수행한다(106). 제어부(10)는 정방향 포풀기(A1) 하는 동안 q축 전류의 변동분에 상응하는 토크 변동분을 계산하고(108), 계산한 토크 변동분이 기준값보다 큰지를 판단한다(110).

그 판단 결과 토크 변동분이 기준값보다 크면 정방향 포풀기(A1)을 정지하고 나서 역방향 포풀기(A2)을 수행하며(112), 이후 동작 102로 진행한다.

동작 104의 판단 결과 또는 동작 110의 판단 결과 계산한 토크 변동분이 기준값보다 크지 않은 경우, 포량 감지 시기에 해당하는 경우로 인식하여 포량 감지 행정을 수행한다(114).

이상과 같이 본 발명은 포풀기 하는 동안 토크 변동분과 기준값을 비교한 결과에 따라 포량 감지 시기를 판단하므로 포량을 정확하게 감지할 수 있고, 이후 탈수 행정에 진입 시 언밸런스를 최소화할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 세탁물을 수용하기 위한 세탁조;

   상기 세탁조를 회전시키는 세탁 모터; 및

   상기 세탁 모터를 구동하여 포풀기를 수행하고, 상기 포풀기를 수행하는 동안 상기 세탁 모터의 토크 변동분에 따라 포량 감지 시기를 판단하는 제어부를 포함하는 세탁기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크면 포풀기를 반복하고, 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크지 않으면 포량 감지를 실행하는 세탁기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 q축 전류 변동에 대응하여 토크 변동분을 계산하는 세탁기.
4. 세탁 모터를 기동하는 단계;

   상기 세탁 모터를 구동하여 포풀기를 수행하는 단계;

   상기 포풀기를 수행하는 동안 상기 세탁 모터의 토크 변동분과 기준값을 비교하여 포량 감지 시기를 판단하는 단계; 및

   상기 판단 결과에 따라 포량 감지를 실행하는 단계를 포함하는 세탁기의 제어 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 판단 단계에서 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크면 포풀기를 반복하고, 상기 세탁 모터의 토크 변동분이 기준값보다 크지 않으면 포량 감지를 실행하는 세탁기의 제어 방법.

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