KR20090124563A - 가전기기 및 그 제어방법 - Google Patents

가전기기 및 그 제어방법 Download PDF

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한정수
최현영
이상준
류오도
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 가전기기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁 행정 초반에 물의 탁도를 검출하여 검출되는 탁도의 변화량에 따라 물의 가열 온도를 제어함으로써 세탁 시간과 전력 소비량을 절감시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은 세탁 행정 초반에 세제가 포함된 물의 탁도를 미리 설정되는 시간동안 검출하는 단계 및 검출된 탁도의 변화량에 기초하여 물의 가열 온도를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

가전기기 및 그 제어방법{Home appliance and method of controlling the same}
본 발명은 가전기기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 물의 탁도를 검출하기 위한 탁도 센서를 구비하는 가전기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
대표적인 가전기기 가운데 하나인 세탁기는 세제가 용해된 물로 세탁물의 오염을 분리해내는 세탁 행정과, 세제가 포함되지 않은 물로 세탁물의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼 행정과, 세탁물을 고속 탈수시키는 탈수 행정 등의 일련의 세탁 운전을 거친다.
여기서, 세탁 행정은 수조에 세탁하고자 하는 세탁물이 담기고 사용자에 의해 코스가 선택되면 세탁물의 무게를 감지하고 선택된 코스와 감지된 세탁물의 무게에 따라 미리 설정된 소정의 프로그램에 의해 세탁수가 급수되고 급수 초기에 급수된 세탁수가 가열되며 가열된 온도를 유지하면서 미리 설정된 시간동안 세탁 행정을 진행하게 된다.
이때, 세탁기에서 세탁 시간과 물 소비량을 줄이는 것은 세탁기의 성능을 판단하는 중요한 척도가 되는데, 일정 수준 이상의 세척 효과를 유지하면서 세탁 시 간과 물 소비량을 줄이기 위해서는 세탁물의 탁도(오염 또는 세제량 수준 정도)에 맞는 최적의 세탁 운전이 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
그러나, 종래 세탁기는 세탁물의 탁도와는 상관없이 세탁물의 무게에 따라 미리 설정된 세탁 시간과 가열 온도로 세탁 행정을 진행하기 때문에 최고의 세탁 효과를 기대하기는 어려웠다.
이에 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세탁 행정 초반에 탁도 센서를 이용하여 물의 탁도를 검출하여 검출되는 탁도의 변화량에 따라 물의 가열 온도를 제어하여 세탁 시간과 전력 사용량을 절감시킬 수 있는 가전기기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가전기기는 세탁 행정 초반에 세제가 포함된 물의 탁도를 미리 설정되는 시간동안 검출하기 위한 탁도 센서와, 물을 가열시키기 위한 히터 및 탁도 센서에 의해 검출된 탁도의 변화량에 기초하여 물의 가열 온도를 제어하기 위해 히터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가전기기의 제어방법은 세탁 행정 초반에 세제가 포함된 물의 탁도를 미리 설정되는 시간동안 검출하는 단계 및 검출된 탁도의 변화량에 기초하여 물의 가열 온도를 제어하는 단계를 포함한다.
이때, 미리 설정되는 시간은 세탁물의 무게에 기초하여 설정되는 시간이며, 탁도의 값은 모터의 구동이 정지된 상태에서 검출되는 값이고, 탁도의 변화량은 미리 설정되는 시간동안 검출되는 탁도의 증가분이거나, 탁도의 증가분에 의해 얻은 탁도 변화기울기 중 어느 하나이다.
또한, 탁도의 변화량은 탁도의 변화량이 미리 설정되는 기준 변화량 범위 미만에 해당되는 제 1 수준과, 탁도의 변화량이 미리 설정되는 기준 변화량 범위에 해당되는 제 2 수준과, 탁도의 변화량이 미리 설정되는 기준 변화량 범위 초과에 해당되는 제 3 수준으로 구분된다.
이러한 탁도의 변화량이 제 1 수준으로 판단되면 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 낮은 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 1 가열 온도로 제어하고, 탁도의 변화량이 제 2 수준으로 판단되면 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 적정한 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 2 가열 온도로 제어하며, 탁도의 변화량이 제 3 수준으로 판단되면 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 높은 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 3 가열 온도로 제어한다.
여기서, 제 1 가열 온도는 제 2 가열온도보다 높고, 제 2 가열 온도는 제 3 가열온도보다 높으며, 제 1 가열 온도는 세탁물의 무게에 따라 미리 설정되는 가열 온도이다.
이러한 본 발명은 세탁 행정 초반에 탁도 센서를 이용하여 미리 설정되는 시간 동안 탁도를 검출하고 검출되는 탁도의 변화량에 따라 물의 가열 온도를 제어함으로써 세탁 시간과 전력 소비량을 절감시킬 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 가전기기들 가운데 비교적 많은 양의 물을 사용하는 세탁기의 경우를 예로 들었는데, 본 발명은 세탁기와 마찬가지로 많은 양의 물을 사용하는 식기 세척기 등에도 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기는 외관을 이루는 본체(110)를 구비하고, 본체(110)의 내부에는 공급되는 물이 담수되도록 수조(111)가 마련된다. 수조(111)는 하부에 설치되는 완충 장치(112)에 고정 지지되며, 수조(111)의 내부에는 드럼(113)이 회전 가능하도록 설치된다. 드럼(113)의 회전은 구동 모터(114)의 회전력에 의해 이루어진다. 이 드럼(113)에는 수조(111) 내부의 물이 드럼(113) 내부로 유입될 수 있도록 다수의 구멍(113a)이 형성된다.
본체(110)의 상부에는 세제를 공급하기 위한 세제 공급 장치(120)와 외부의 급수전으로부터 수조(111) 내부로 물을 공급하기 위한 급수 장치(130)가 마련되고, 이 급수 장치(130)는 외부의 급수전과 세제 공급 장치(120) 사이를 연결하는 제 1 급수 유로(131)와, 제 1 급수 유로(131)의 일측에 설치되어 급수를 제어하는 급수 밸브(170)와, 세제 공급 장치(120)와 수조(111) 사이를 연결하는 제 2 급수 유로(132)를 포함한다.
본체(110)의 하부에는 수조(111) 내부의 물을 외부로 배수하기 위해 수조(111)와 연결되는 배수 유로(117), 배수 밸브(118) 및 배수 펌프(119)가 설치된다.
본체(110)의 전면에는 드럼(113) 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(미도시)가 구비되며, 이 투입구(미도시)는 본체(110)의 전면에 회동 가능하도록 힌지 결합된 도어(미도시)에 의해 개폐된다.
수조(111)의 하부에는 수조(111) 내부로 공급되는 물을 가열하는 세탁 히터(160)와, 수조(111) 내부의 물의 탁도를 검출하기 위한 탁도 센서(180)가 설치된다. 이 탁도 센서(180)는 발광부(180a)와 수광부(180b)를 구비하고, 발광부(180a)에서 조사된 빛이 수조(111) 내부의 물을 통해 수광부(180b)에 전달되면 수광부(180b)에서는 발광부(180a)로부터 수신되는 빛의 양을 그에 비례하는 크기의 전기 신호로 변환함으로써, 그 전기 신호의 크기를 통해 수조(111) 내부의 물의 탁도를 가늠할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 동작 전반을 제어하는 제어부(240)의 입력 측에는 입력부(210), 수위 센서(220), 온도 센서(230) 및 탁도 센서(180)가 제어부(240)와 통신 가능하도록 연결된다.
입력부(210)는 사용자가 선택하는 불림 코스, 세탁 코스(울, 삶음, 이불, 표준 등), 헹굼 추가 등의 운전 정보를 제어부(240)에 입력하기 위한 것이고, 수위 센서(220)는 수조(111) 내부에 공급되는 물의 수위를 검출하기 위한 것이며, 온도 센서(230)는 수조(111) 내부에 공급되는 물의 온도를 검출하기 위한 것이고, 탁도 센서(180)는 도 1의 설명에서 언급한 바와 같이 수조(111) 내부의 물의 탁도를 검 출하기 위한 것이다.
제어부(240)의 출력 측에는 부하(260)를 구동하기 위한 구동부(250)가 제어부(240)와 통신 가능하도록 연결된다.
부하(260)는 드럼(113)을 회전시키기 위한 구동 모터(114)와 수조(111) 내부로 공급되는 물을 가열하는 세탁 히터(160)와 수조(111) 내부로의 급수를 제어하기 위한 급수 밸브(170) 및 수조(111)에서 외부로의 배수를 단속하는 배수 밸브(118)를 포함한다.
제어부(240)는 구동부(250)를 제어하여 부하(260)를 구동함으로써 목적하는 세탁 운전이 이루어지도록 한다. 특히, 세탁기의 세탁 시간과 전력 소비량을 절감시키기 위해 탁도 센서(180)에 의해 검출되는 탁도의 변화량에 따라 세탁 히터(160)의 가동 시간을 제어하여 미리 설정되는 물의 가열 온도를 제어한다. 이는 세탁 행정 초반에 물의 탁도의 수준을 판단하여 물의 가열 온도를 제어하는 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 시간에 따른 탁도의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어부(240)는 세탁 시간과 전력 소비량을 절감시키기 위해 탁도 센서(180)로부터 얻어지는 출력 전압 값을 통하여 탁도(f)를 검출하여 검출된 탁도(f)에 의해 탁도의 변화량(△f)을 검출한다.
이때, 탁도(f)는 구동 모터(114)의 구동이 정지된 상태에서 검출되는 값이 며, 탁도의 변화량(△f)은 미리 설정되는 시간(a) 동안 검출된 탁도(f)의 증가분 또는 탁도(f)의 증가분에 의해 얻을 수 있는 탁도(f) 변화 기울기를 뜻하며, 미리 설정되는 시간(a)은 세탁 행정 초반에 급수가 시작된 후부터 미리 설정되는 시간으로 세탁물의 무게에 따라 설정되며, 이 시간동안 드럼(113)을 회전시키기 위한 구동 모터(114)는 구동되지 않는다. 도 3a 및 도 3b에서는 미리 설정되는 시간(a)을 세탁 행정을 위한 급수를 시작한 때부터 3분 이하로 설정한다.
또한, 탁도의 변화량(△f)은 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위 미만에 해당되는 제 1 수준과, 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위에 해당되는 2 수준과, 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위 초과에 해당되는 제 3 수준으로 구분된다.
제어부(240)는 탁도의 변화량이 제 1 수준으로 판단되면 상기 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 낮은 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 1 가열 온도로 제어하고, 탁도의 변화량이 제 2 수준으로 판단되면 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 적정한 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 2 가열 온도로 제어하며, 탁도의 변화량이 제 3 수준으로 판단되면 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 높은 것으로 판단하여 물의 가열 온도를 제 3 가열 온도로 제어한다. 이때, 제 1 가열 온도는 물에 포함되어 있는 세제 량과는 무관하게 세탁물의 무게에 대응하여 세탁 행정 초반에 미리 설정되는 물의 가열 온도를 말하며, 제 3 가열 온도는 제 1 가열 온도보다 낮은 온도이다.
이를 바탕으로 도 3a의 탁도의 변화량(△f)을 검출하면 세탁 행정을 위한 급 수를 개시한 때의 탁도(f1)는 190이며 세탁 시간이 3분이 되었을 때의 탁도(f2)는 400이므로, 그 증가분(f2-f1)은 210임을 알 수 있다. 여기서, 기울기(m1)는 탁도의 증가분(f2-f1)/시간(Δt)이므로 70이므로 탁도의 변화량(△f)은 210과 70 가운데 어느 하나이다.
또한, 도 3b의 탁도의 변화량(△f)을 검출하면 세탁 행정을 위한 급수를 개시한 때의 탁도(f1)는 0이며 세탁 시간이 3분이 되었을 때의 탁도(f2)는 100이므로, 그 증가분(f2-f1)은 100임을 알 수 있다. 여기서, 기울기(m2)는 대략 33이므로, 도 3b의 탁도의 변화량(△f)은 100과 33 가운데 어느 하나이다.
이와 같이 얻어진 탁도의 변화량(△f), 즉, 증가분(f2-f1) 또는 기울기(m1, m2)를 미리 설정되는 기준 변화량 범위, 즉, 기준 증가분 범위 또는 기울기 범위와 비교한다. 이때, 도 3a 및 도 3b에서 미리 설정되는 기준 증가분 범위는 130이상 180이하이며, 미리 설정되는 기준 기울기 범위는 40이상 60이하이다. 이와 같이 미리 설정되는 기준 증가분 범위 또는 기준 기울기 범위는 탁도 센서(180)의 설치 위치, 세탁물의 무게 및 물의 양에 따라 가변될 수 있다.
그 비교 결과, 도 3a의 탁도의 변화량(△f, 탁도의 증가분 또는 기울기)은 미리 설정되는 기준 변화량 범위(기준 증가분 범위 또는 기준 기울기 범위)를 초과하므로 제 3 수준에 해당되며, 도 3b의 탁도의 변화량은 미리 설정되는 기준 변화량 범위 미만이므로 제 1 수준에 해당된다.
이에 따라, 도 3a의 경우에는 물의 가열 온도가 미리 설정되는 제 3 가열 온도로 물을 가열하도록 세탁 히터(160)의 가동 시간을 제어하고, 도 3b의 경우에는 물의 가열 온도가 미리 설정되는 제 1 가열 온도가 되도록 세탁 히터(160)의 가동 시간을 제어한다.
또한, 세탁 히터(160)의 가동 시간도 제 1 가열 온도에 도달하도록 세탁 행정 초반에 미리 설정되어 있는 가동 시간 만큼 세탁 히터(160)를 가동시키고, 제 2 가열온도에 도달하도록 미리 설정되어 있는 가동 시간보다는 짧게 세탁 히터를(160)를 가동시키며, 제 3 가열온도에 도달하도록 제 2 가열온도에 도달하도록 세탁 히터(160)를 가동한 시간보다 짧게 세탁 히터(160)를 가동시킨다.
이와 같이, 본 발명은 탁도 센서(180)에 의해 검출되는 탁도의 변화량에 따라 물의 가열 온도를 낮추면 세탁 시간이 감소된다. 예를 들어 40℃에서 35℃로 물의 가열 온도를 낮출 수 있는 경우 세탁 시간을 40분에서 35분으로 감소시킬 수 있다. 이러한 세탁 시간의 감소효과는 전체적인 세탁기의 전력 소비량도 절감시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 세탁물과 세제가 투입된 후 사용자에 의해 세탁 시작 명령이 발생하면(405) 제어부(240)는 세제 공급 장치(120)를 경유하여 세제가 포함된 물이 수조(111) 내로 급수되도록 급수 밸브(170)를 개방하여 급수한다(410).
이후, 제어부(240)는 세탁 행정 초반에 물에 투입되는 세제 량의 수준을 판단하기 위해 탁도 센서(180)로부터 탁도(f)를 검출하고 미리 설정되는 시간(a) 동안 검출된 탁도의 변화량(△f)을 검출한다(415). 이때, 드럼(113)을 회전시키기 위한 구동 모터(114)는 정지된 상태이다.
이후, 검출된 탁도의 변화량(△f)을 제 1 수준, 제 2 수준 및 제 3 수준으로 구분된 기준 변화량 범위와 비교하여 그 탁도의 변화량(△f)이 어느 수준에 해당되는지 판단한다(420, 430, 440).
판단 결과, 검출된 탁도의 변화량(△f)이 제 1 수준에 해당되면 물의 가열 온도를 제 1 가열 온도로 제어하고(425), 검출된 탁도의 변화량(△f)이 제 2 수준에 해당되면 물의 가열 온도를 제 2 가열 온도로 제어하며(435), 검출된 탁도의 변화량(△f)이 제 3 수준에 해당되면 물의 가열 온도를 제 3 가열 온도로 제어한다(445). 이때, 제 1 가열 온도는 물에 투입되어 있는 세제 량의 수준과 관계없이 세탁물의 무게에 따라 미리 설정된 가열 온도를 말하며, 제 2 가열 온도는 제 1 가열 온도에 비해 낮은 온도이며, 제 3 가열 온도는 제 2 가열 온도에 비해 낮은 온도이다.
이와 같이, 세탁 행정 초반 검출된 탁도의 변화량에 따라 제어된 물의 가열 온도로 세탁, 헹굼, 탈수 행정과 같은 일련의 세탁 운전을 수행한다(450).
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 시간에 따른 탁도의 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 본체 111 : 수조
113 : 드럼 160 : 세탁 히터
180 : 탁도 센서 180a : 발광부
180b : 수광부

Claims (7)

  1. 세탁 행정 초반에 세제가 포함된 물의 탁도를 미리 설정되는 시간동안 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 탁도의 변화량에 기초하여 상기 물의 가열 온도를 제어하는 단계를 포함하는 가전기기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 설정되는 시간은 세탁물의 무게에 기초하여 설정되는 가전기기의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탁도의 값은 모터의 구동이 정지된 상태에서 검출되는 값이며,
    상기 탁도의 변화량은 미리 설정되는 시간동안 검출되는 탁도의 증가분과 상기 탁도의 증가분에 의해 얻은 기울기 가운데 어느 하나인 가전기기의 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위 미만인 제 1 수준으로 판단되면 상기 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 낮은 것으로 판단하여 상기 물의 가열 온도를 제 1 가열 온도로 제어하고,
    상기 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위 내인 제 2 수준으로 판단되면 상기 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 적정한 것으로 판단하여 상기 물의 가열 온도를 제 2 가열 온도로 제어하며,
    상기 탁도의 변화량이 기준 변화량 범위 초과인 제 3 수준으로 판단되면 상기 세제가 포함된 물의 탁도가 세탁물의 무게에 대비하여 상대적으로 높은 것으로 판단하여 상기 물의 가열 온도를 제 3 가열 온도로 제어하는 가전기기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가열 온도는 상기 제 2 가열온도보다 높고, 상기 제 2 가열 온도는 상기 제 3 가열온도보다 높은 가전기기의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 가열 온도는 상기 세탁물의 무게에 따라 미리 설정되는 가열 온도인 가전기기의 제어방법.
  7. 세탁 행정 초반에 세제가 포함된 물의 탁도를 미리 설정되는 시간동안 검출하기 위한 탁도 센서;
    상기 물을 가열시키기 위한 히터; 및
    상기 탁도 센서에 의해 검출된 탁도의 변화량에 기초하여 상기 물의 가열 온도를 제어하기 위해 상기 히터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 가전기기.
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