KR20100094890A - 세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법

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Abstract

본 발명은 세탁기의 탈수 속도 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 탈수 모드 진입시, 듀티비 제어와 리드앵글(lead angle) 제어를 통하여 모터의 속도를 증가시키는 단계와; 상기 모터 속도를 감지하고 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계와; 상기 감지된 모터 속도의 증가 정도에 기초하여 현재 모터의 속도를 가변하는 단계를 포함함으로써, 상기 세탁기가 탈수 행정에서 소요되는 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 소비되는 에너지를 저감할 수 있다.
듀티비 제어, 리드앵글 제어

Description

세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DEHYDATION SPEED IN A WASHING MACHINE}
본 발명은 세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로써, 듀티비 제어시 모터의 속도가 일정 속도 이상에서 더이상 듀티비로 제어가 되지 않는 경우에 강제적으로 높은 속도로 모터를 제어하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 의류 처리 장치는 섬유를 세탁하거나 세탁 및 건조하는 세탁기와 섬유를 건조하기만 하는 건조기를 일컫는다. 상기와 같은 의류 처리 장치는 세탁과정이나 건조과정에서 세탁이나 건조시간, 현재 의류 처리 장치의 운행 정보 또는 내외부의 여러 가지 감지장치를 통하여 감지된 정보나 의류 처리 장치의 상태 등의 각종 정보를 외부에 표시하거나, 사용자 등이 의류 처리 장치에 구비된 입력수단을 통하여 입력한 각종 정보를 확인하기 위한 다수의 표시 장치를 구비한다.
이러한 세탁기는 사용자의 다양한 욕구에 대응하기 위하여 다양한 행정코스와 다수의 사용자 설정기능 등을 구비하고 있으며, 특히 사용자가 자주 이용하는 코스에 대하여 세탁, 헹굼, 탈수 등의 다양한 행정조건을 사용자가 직접 설정하여 이용할 수 있는 더욱 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 기능들을 구비하고 있다.
종래 세탁기는 탈수 행정시 포량을 감지하여 UB량을 측정하고, 간탈 및 본탈수 과정을 수행하게된다. 본탈수 과정에서는 듀티값을 증가시켜 모터의 속도를 목적 RPM까지 상승시키는데, 듀티값이 최대값인 경우에도 모터의 속도가 증가하지 않는 경우에는 리드앵글 제어를 통하여 목적 RPM까지 모터의 속도를 증가시킨다.
특히 24인치 드럼을 사용하는 경우에는 물참현상에 의하여 듀티비 제어로 목적 RPM까지 모터의 속도를 제어할 수 없고, 리드앵글 제어로 모터의 속도를 목적 RPM까지 제어하는 경우에도 사용자에게 제품의 이상으로 인한 것으로 오인시킬 우려가 있고 탈수 성능도 떨어진다.
본 발명의 목적은, 탈수 행정시 듀티비 제어와 리드앵글 제어로 모터의 속도를 제어하는 경우에 듀티비 제어와 모터 속도의 증가량의 관계를 비교하여 물참현상을 판단하여 물참현상시 리드앵글 제어를 하지 않고 모터 속도를 탈수진입시의 속도로 낯추어 배수를 하여 탈수행정을 재 수행하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 방법은 탈수 모드 진입시, 듀티비 제어와 리드앵글(lead angle) 제어를 통하여 모터의 속도를 증가시키는 단계와; 상기 모터 속도를 감지하고 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계와; 상기 감지된 모터 속도의 증가 정도에 기초하여 현재 모터의 속도를 가변하는 단계를 포함한다.
상기 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계는, 상기 감지된 모터 속도의 현재 감지된 값과 직전 감지된 값을 비교하여 상기 모터 속도의 증가량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 듀티비 제어하에서 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 모터 속도를 일정 속도이하로 낮추는 것을 특징으로 한다.
상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설 정된 기준값 이하인 경우에는 상기 모터에 공급되는 전원을 소정시간 동안 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 모터 속도를 가변하는 단계는 상기 모터 속도가 상기 탈수 진입시의 속도로 낮아질때 까지 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 터브 내부에 물참현상이 존재하는 것을 판단하는 단계와; 상기 물참현상이 존재하는 것으로 판단되면 상기 터브 내부에 존재하는 물을 배수하는 단계를 포함한다.
상기 모터의 속도를 가변하는 단계는, 상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 낮은 경우에는 듀티비 제어를 수행하는 단계와; 상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 높은 경우에는 리드앵글 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치는 드럼과, 터브와, 상기 드럼을 구동하는 모터를 구비한 세탁기에 있어서,일정 시간 간격으로 모터 속도를 감지하는 속도 감지부와; 탈수 모드에서 듀티비 및 리드앵글 제어하는 경우 상기 감지된 모터의 속도에 따라 상기 듀티비 제어시의 모터 속도 증가량에 기초하여 상기 모터의 속도를 가변하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치는 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 모터에 인가는 전원을 단속하는 스위칭 수단을 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 제어부는, 현재 감지된 모터 속도와 직전 단계에서 감지된 모터의 속도를 비교하여 상기 모터 속도 증가량을 산출하여, 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에는 상기 터브에 물이 찬것으로 판단하여 상기 터브를 배수 시킨다.
상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에, 상기 스위칭 수단은 상기 제어신호에 따라 상기 모터에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 제어부는 탈수 진입시의 속도로 상기 모터의 속도를 감속시킨다.
본 발명의 실시예들에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치 및 방법은, 탈수 행정시 듀티비 제어와 모터 속도의 증가량의 관계에 기초하여 물참현상을 판단하여 물참현상시 리드앵글 제어를 하지 않고 모터 속도를 낯추어 배수를 함으로써 강제 모터 속도의 상승을 위한 에너지 소비를 저감시키고, 모터의 목적 속도를 최대로 유지하여 탈수 성능을 개선할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 드럼세탁기의 측단면도이다.
도 1을 참조하여 내부 구성 및 기능을 살펴보면, 상기 드럼 세탁기(100)는 외관을 형성하는 캐비닛(110)과, 상기 캐비닛(110) 내부에 스프링(240)에 의해 매달리도록 설치되는 동시에 댐퍼 어셈블리(130)에 의해 지지되도록 설치되는 터 브(170)와, 상기 터브(170) 내측에 회전 가능하게 설치되어 세탁수 및 세탁물이 담겨지는 드럼(160)과, 상기 드럼(160) 내벽면에 일정 간격을 두고 돌출되도록 설치되어 상기 드럼(160)이 회전됨에 따라 세탁물을 끌어올려 떨어지도록 하는 리프트(161)와, 상기 터브(170)의 후방에 상기 드럼(160)과 연결되도록 설치되어 상기 드럼(160)을 회전시키는 모터(200)와, 상기터브(170) 상측에 위치되어 세탁수를 고온고압의 증기로 가열하여 상기 터브(170) 및 드럼(160) 내부로 공급되도록 하는 증기발생장치(230)를 포함하여 구성된다.
아울러, 상기 드럼세탁기는 상기 터브(170)의 상측에 위치되도록 설치되어 상기 터브(170) 및 드럼(160) 내측으로 세탁수를 공급하는 급수수단(210)과, 상기 터브(170)의 하측에 설치되어 상기 터브(170) 및 드럼(160) 내부의 세탁수를 배수시키는 배수장치(220)를 더 포함한다. 상기 증기 발생장치(230)는 상기 급수수단(210)에 연결되도록 설치된다.
상기 드럼(160)은 내벽면에 다수개의 탈수공(162)이 형성되어 세탁수가 상기 드럼(160)과 터브(170) 측으로 자유롭게 유동될 수 있을 뿐 아니라 탈수시 원심력에 의해 세탁물로부터 세탁수가 빠져나가도록 하고, 상기 급수밸브 어셈블리(211)와 배수장치(220)는 각각 급수밸브(미도시)와 배수펌프(미도시)를 포함하도록 구성되어 각각 급수밸브와 배수펌프의 작동에 따라 세탁수를 급수하거나, 배수시키게 된다.
표준 규격에서는 탈수 속도별 모델 설정은, 설정된 속도에서 그 속도가 1분정도 유지해야 된다고 정의되어 있다. 24인치 모델의 경우에는 그 설정 속도를 2분 정도 유지하고 있다. 현재 24인치 세탁기 모델의 탈수 성능을 높이기 위해 단계별로 속도를 거쳐가는 2단 탈수를 진행하고 있다. 이 2단 탈수를 진행하는데 디스플레이에 표시되는 시간은 25분이고, UB 진입시간을 고려할 시 실제 진행시간은 28 ~ 30분 정도가 소요된다.
이 경우는 탈수 시 물이 차지 않을 경우에는 탈수도가 좋게 나올 수 있으나, 물이 차고 돌 경우에는 외관상에는 물참 현상이 심해보여 제품의 이상이 있다고 판단할수도 있다. 그리고 탈수 성능도 떨어져서 나오게 된다
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치(300)는 일정 시간 간격으로 모터 속도를 감지하는 속도 감지부(320)와, 탈수 모드에서 듀티비 및 리드앵글 제어하는 경우 상기 감지된 모터의 속도에 따라 상기 듀티비 제어시의 모터 속도 증가량에 기초하여 상기 모터의 속도를 가변하는 제어부(310)와, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 모터에 인가는 전원을 단속하는 스위칭 수단(340)을 포함한다.
상기 제어부(310)는, 현재 감지된 모터 속도와 직전 단계에서 감지된 모터의 속도를 비교하여 상기 모터 속도의 증가량을 산출하여, 상기 모터 속도의 증가량이 기준값이하인 경우에는 상기 터브에 물이 찬것으로 판단하여 상기 터브에 차있는 물을 배수하도록 상기 배수장치(220)를 제어한다.
또한 상기 제어부(310)는 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에 상 기 제어신호에 따라 상기 모터에 공급되는 전원을 차단하도록 상기 스위칭 수단(340)을 제어한다. 상기 스위칭 수단(340)은 상기 제어신호에 따라 상기 모터(360)의 구동부(350)에 공급되는 전원을 차단하게 된다.
상기 제어부(310)는 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에 탈수 진입시의 속도로 상기 모터의 속도를 감속하는데, 상기 감속은 상기 스위칭 수단(340)에 의하여 모터에 공급되는 전원을 차단하거나 상기 모터의 속도를 제어하는 인버터(미도시)의 스위칭 간격을 제어하여 상기 모터의 속도를 감속한다. 이 경우에도 상기 속도 감지부(320)는 상기 모터의 속도가 탈수행정 진입시의 모터 속도까지 감속되었는지를 감지하여 그 감지한 모터의 속도를 제어부에 전송한다.
본 발명에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치는 상기 드럼(160)의 크기가 24인치인 경에 적용되는 것이 가장 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 방법의 제어 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 다른 세탁기의 탈수 속도 제어 방법은 탈수 모드 진입시, 듀티비 제어와 리드앵글(lead angle) 제어를 통하여 모터의 속도를 증가시키는 단계(S10)와; 상기 모터 속도를 감지하고 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계(S20)와; 상기 감지된 모터 속도의 증가 정도에 기초하여 현재 모터의 속도를 가변하는 단계(S30~S60)를 포함한다.
상기 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계(S20)에서는, 상기 제어부(310)가 상기 속도 감지부(320)에서 감지된 모터 속도를 전송받아 상기 제어부 내부의 메모 리(미도시)에 저장하고, 상기 저장된 모터 속도를 검출된 시간순으로 비교하여 상기 모터 속도의 증가량을 산출한다.
상기 모터 속도를 가변하는 단계(S30-S60)에서는, 상기 제어부(310)가 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 터브 내부에 물참현상의 유무를 판단하고(S40), 상기 물참현상이 존재하는 것으로 판단되면 상기 터브 내부에 존재하는 물을 배수하도록 상기 배수장치(220)를 제어한다(S50).
상기 모터 속도를 가변하는 단계(S30-S60)에서는, 상기 듀티비 제어하에서 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 물참현상으로 판단하기 때문에 상기 제어부(310)가 상기 배수를 위하여 상기 모터 속도를 일정 속도이하로 낮아지도록 상기 모터의 속도를 제어한다.
또한, 상기 모터 속도를 가변하는 단계(S30-S60)에서는, 상기 제어부(310)가 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 모터의 속도를 감속시키기 위하여 상기 모터에 공급되는 전원을 소정시간 동안 차단하되도록 상기 스위칭 수단(340)을 제어하거나 상기 모터에 인가되는 전압을 제어하는 인버터(미도시)를 제어한다.
여기서, 상기 제어부(310)는 상기 모터 속도가 상기 탈수 진입시의 속도까지 낮아지도록 도로 낮아지도록 모터 속도를 제어하는 것이 바람직하며, 모터를 정지시키는 것도 가능하다.
상기 모터의 속도를 가변하는 단계(S30-S60)에서는, 상기 제어부(310)가 상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 낮은 경우에는 듀티비 제어를 수 행하고, 상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 높은 경우에는 리드앵글 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
도 4는 특정 속도에서 물참현상이 발새하는 경우에 본 발명의 일실시예가 적용된 경우의 탈수 행정에서 모터의 회전 속도와 탈수 행정 시간을 도시한 것이고, 도 5는 물참현상이 발생하지 않은 경우의 탈수 행정에서 모터의 회전 속도와 탈수 행정 시간을 도시한 것이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 탈수 속도(rpm)를 각 단계별로 올리는 경우에 듀티값을 점차 증가시켜 그 값이 250이 넘지 않으면 목적 속도(target rpm)까지 진행을 하고, 그 값이 250을 넘어버리게 되면 리드 앵글(Lead Angle) 값을 1씩 증 가 시키면서 모터의 속도(rpm)가 더 고속이 되도록 하여 목적 속도(target RPM)에 도달하도록 하는 것이 종래의 탈수시의 속도 제어 알고리즘이다.
즉, 도 4에서는 본 바명의 일실시예에 따라 물참현상이 존재하는 경우의 탈수 속도를 제어하는 것인데, 모터 속도가 108rpm인 A영역에서 탈수 행정에 진입을 하게 되며, 500pm인 B영역에서 물찬현상이 발생하여 상기 인버터를 PWM 제어하여 듀티비를 증가시키더라도 더이상 모터 속도가 증가하지 않게된다. 따라서, 제어부(310)가 이를 감지하여 모터 속도를 줄이고 이와 함께 상기 터브 내에 차있는 물을 배수를 하게되며, 엉킨 포를 풀게 된다. D영역에서도 포풀림이 일어난다.
물참현상을 좀더 구체적으로 살펴보면, 도 4의 B영역에서 보여지는 바와 같이 터브 내부에 물이 차게 되면 듀티값을 증가시키는 데도 모터의 속도가 목적 속도(target RPM)까지 도달하지 못하게되는 데, 이런 경우 일반적으로는 리드앵 글(Lead Angle)값을 올려서 목적 속도(target RPM)에 도달하도록 한다.
그러나 도 4에서 보여지는 바와 같이 본원 발명에서는 특정 속도에서 듀티값이 증가했는데, 모터의 속도가 올라가지 못하고 멈추어 있다고 하면 물참현상으로 보고 터브 회전을 멈춰 원심력을 따라 통 주위에 있는 물이 가운데로 모이게 해서 배수를 하도록 한다.
따라서 모터의 속도를 계속 상승하도록 할 필요없이 중간에 멈춰서 탈수도를 높이면서 최고의 목적 속도 유지 시간을 만족시킬수 가 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 세탁/건조겸용 드럼세탁기를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 다양한 종류의 세탁기에 적용될 수 있다. 또한, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 드럼세탁기의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 속도 제어 방법의 제어 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예가 적용된 경우의 탈수 행정에서 모터의 회전 속도와 탈수 행정 시간을 도시한 것이다.

Claims (14)

  1. 탈수 모드 진입시, 듀티비 제어와 리드앵글(lead angle) 제어를 통하여 모터의 속도를 증가시키는 단계와;
    상기 모터 속도를 감지하고 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계와;
    상기 감지된 모터 속도의 증가 정도에 기초하여 현재 모터의 속도를 가변하는 단계를 포함하는 세탁기의 탈수 속도 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 속도의 증가량을 산출하는 단계는, 상기 감지된 모터 속도의 현재 감지된 값과 직전 감지된 값을 비교하여 상기 모터 속도의 증가량을 산출하는 것을 특징으로 하는 의류 처리 장치의 탈수 속도 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 듀티비 제어하에서 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 상기 모터 속도를 일정 속도이하로 낮추는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설 정된 기준값 이하인 경우에는 상기 모터에 공급되는 전원을 소정시간 동안 차단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 모터 속도를 가변하는 단계는 상기 모터 속도가 상기 탈수 진입시의 속도로 낮아질때 까지 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 모터 속도를 가변하는 단계는, 상기 산출된 모터 속도의 증가량이 기설정된 기준값 이하인 경우에는 터브 내부에 물참현상이 존재하는 것을 판단하는 단계와;
    상기 물참현상이 존재하는 것으로 판단되면 상기 터브 내부에 존재하는 물을 배수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터의 속도를 가변하는 단계는,
    상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 낮은 경우에는 듀티비 제어를 수행하는 단계와;
    상기 모터 속도의 증감 정도가 기설정된 기준값보다 높은 경우에는 리드앵글 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 방법.
  8. 드럼과, 터브와, 상기 드럼을 구동하는 모터를 구비한 세탁기에 있어서,
    일정 시간 간격으로 모터 속도를 감지하는 속도 감지부와;
    탈수 모드에서 듀티비 및 리드앵글 제어하는 경우 상기 감지된 모터의 속도에 따라 상기 듀티비 제어시의 모터 속도 증가량에 기초하여 상기 모터의 속도를 가변하는 제어부를 포함하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 모터에 인가는 전원을 단속하는 스위칭 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는, 현재 감지된 모터 속도와 직전 단계에서 감지된 모터의 속도를 비교하여 상기 모터 속도 증가량을 산출하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에는 상기 터브에 물이 찬것으로 판단하여 배수를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속 도 제어 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에 상기 제어신호에 따라 상기 모터에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터 속도 증가량이 기준값이하인 경우에 탈수 진입시의 속도로 상기 모터의 속도를 감속하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 드럼은 24인치인 것을 특징으로 하는 세탁기의 탈수 속도 제어 장치.
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