KR20110013144A - 세탁물의 습포 포량 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대용량 세탁물의 세탁물 량(포량) 감지를 위해, 세탁물의 량이 적을때는 펄세이터를 이용한 건포감지를 수행하고, 세탁물의 량이 많을 때는 세탁조를 이용한 습포감지를 수행하며, 펄세이터나 세탁조의 회전력이 감소하는 감속 구간일 때, 시간과 속도에 대한 감속 기울기를 이용하여 세탁물의 포량을 판단하는 방법을 개시한다.

Description

세탁물의 습포 포량 감지방법{Detecting method of weight of laundry for washing machine}

본 발명은 세탁물의 습포 포량 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁조에 투입된 세탁물과 세탁수의 하중, 및 감지능력을 고려하여 습포의 포량을 정확히 감지하는 습포 포량 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁물 처리기기는 세탁물을 처리하여 이물질을 제거하는 기기를 말한다.

세탁물을 처리하는 과정은 크게 세탁수에 세제를 혼합하는 과정, 세제가 혼합된 세탁수를 이용하여 세탁물을 세탁하는 과정, 외부로부터 세제가 포함되지 않은 세탁수를 세탁조에 유입하여 세탁물을 헹구는 과정, 및 세탁이 완료된 세탁물에서 세탁수를 제거하는 탈수과정을 포함한다. 이에 더하여, 세탁물을 건조하거나, 다림질을 하여 배출하는 세탁물 처리과정이 더 포함될 수 있으나, 기본적으로 세탁물 처리방법은 세제 혼합과정, 세탁과정, 헹굼과정, 및 탈수과정을 기본으로 한다.

이때, 상기 세탁물 처리기기의 성능은 세탁물을 세탁하는 과정에서 이물질을 얼마나 효과적으로 분리하는가를 기준으로 판단한다. 세탁물에서 이물질을 충실히 제거하기 위해서는 세탁조 내에 투입된 세탁물의 량을 명확히 감지하고, 세탁물의 량에 따라 세탁수와 세제의 량을 적절히 투입하여야 한다. 통상 세탁물의 량을 포량이라 하며, 종래에는 세탁조에 세탁수와 함께 투입된 습포의 포량을 감지하기 위해, 세탁조를 목표 속도로 가속하고, 목표 속도로 가속되는데 소요되는 시간을 기준으로 습포의 포량을 판단하였다. 그러나, 세탁조를 회전 가속하는 모터는 인가되는 전압의 변동, 및 세탁물과의 마찰등에 의해 감지량의 변화가 크고 부정확한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 젖은 상태의 세탁물(습포)의 포량 감지를 위해, 세탁조가 감속 구간에 진입할 때, 시간과 속도에 대한 감속 기울기를 이용하여 습포의 포량을 감지하는 습포 감지방법을 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 세탁물과 세탁수가 투입된 세탁조를 회전시킨 후, 상기 세탁조가 회전 감속 구간에서 선형 감속 구간에 도달 시, 상기 세탁조의 감속 기울기를 판단하는 단계, 및 상기 감속 기울기값을 토대로 상기 세탁조에 투입된 세탁물의 포량을 판단하는 단계에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 세탁물의 습포 포량 감지방법은 습포의 포량을 정확히 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁물 처리기기(100)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 세탁물 처리기기(100)는, 캐비닛(110)과, 캐비닛(110) 내부에 배치되어 세탁수가 저장되는 저수조(125)와, 저수조(125) 내측에 배치되어 세탁물이 삽입되는 세탁조(122)와, 세탁조(122)에 구동력을 전달하여 세탁조(122)를 교대로 반복하여 회전시키거나 일방향으로 회전시키는 구동장치(170) 와, 저수조(125)의 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(150)와, 캐비닛(110)의 일측에 구비되어 외부의 세탁수를 저수조(125) 및 세탁조(122)로 공급하는 세탁수 공급장치(120)를 포함한다.

캐비닛(110)은, 개구부가 형성된 캐비닛 본체(111)와, 캐비닛 본체(111) 하측에 배치되어 캐비닛 본체(111)와 체결되는 베이스(미도시)와, 상기 개구부에 체결되는 커버(미표기)와, 상기 커버의 일측에 형성되어 캐비닛 본체(111)와 체결되는 컨트롤패널(126)을 포함한다. 상기 커버에는 상기 개구부를 개폐하도록 상기 커버와 회동 가능하도록 체결되는 도어(123)가 구비된다. 한편, 컨트롤패널(126)에는 사용자가 외부로부터 입력신호를 입력하는 입력부(116)가 구비된다.

도 3은 도 1에 도시된 세탁물 처리기기(100)의 제어흐름을 보여주는 블록도를 나타내고, 도 4는 세탁물 처리기기의 포량 감지방법에 대한 흐름도를 나타낸다.

도 3과 도 4를 참조하면, 사용자는 세탁조(122)에 세탁물을 투입하고(S201), 입력부(116)를 통해 세탁코스를 입력한다. 세탁코스가 입력되면, 제어부(190)는 세탁물의 량과 세탁코스에 적합한 포량 감지를 수행한다. 포량 감지는 세탁조(122) 내에 투입된 세탁물의 량을 판단하는 것을 의미하며, 제어부(190)는 포량 감지를 위해, 세탁조(122)의 감속 구간을 이용한다.

세탁조(122)에 투입된 세탁물의 포량을 감지할 때, 급수를 하지 않은 상태에서 포량을 감지하는 건포 감지를 수행할 경우, 세탁조(122)를 구동하는 구동장치(150)(모터)의 회전속도를 200 RPM 까지 올릴 수 있으나, 젖은 세탁물, 또는 세탁물에 세탁수를 가하여 세탁물의 포량을 감지하는 습포 감지를 수행할 때는 세탁 조(122)의 회전속도를 크게 올리기 어렵다. 이는 세탁물 자체의 하중, 세탁수의 하중이 세탁조(122)에 가해지는데 기인한다. 따라서, 제어부(190)는 세탁조(122)의 회전속도를 60 - 80 RPM으로 가속하고(S202), 60 - 80 RPM 까지 가속 후, 세탁조(122)가 스스로 감속되도록 여력제동을 수행한다. 여력제동은 대략 200ms ∼ 500ms 시간동안 수행되며, 여력제동을 수행 후, 제어부(190)는 세탁조(122)의 회전수가 선형 감소하는지를 판단한다.

다음으로, 제어부(190)는 세탁조(122)의 회전수를 참조하여 세탁조가 감속구간에 진입하였는가를 판단하고(S203), 세탁조(122)의 회전수가 감속구간에 진입하였다고 판단되면, 회전속도가 선형 구간에서 이루어지는가를 판단한다(S204).

제어부(190)는 세탁조(122)의 회전 속도가 선형 감소하는 선형 구간일 때, 시간과 회전속도를 참조하여 세탁조(122)의 감속 기울기값을 판단한다(S205). 감속 기울기값에 대한 정보는 제어부(190), 또는 제어부(190)와 접속되는 메모리(180)에 포량 테이블의 형태로 저장되며, 제어부(190)는 포량 테이블에 저장된 감속 기울기값과 세탁조(122)에 대해 감지된 감속 기울기값을 비교하여 세탁조(122) 내의 세탁물(습포)의 포량을 판단한다(S206).

한편, 선형 감소하는 선형 감속구간에서 감속 기울기값을 판단할 때, 감속 기울기값은 두 번, 또는 그 이상 수행된 값의 평균값일 수 있다.

예컨대, 제어부(190)는 구동장치(170)를 제어하여 세탁조(122)를 두 번 구동하고 두 번 감속 기울기값을 획득한 후, 두 값의 평균값을 감속 기울기값으로 선택할 수 있다. 이는 감속 기울기값의 정확도를 높이기 위한 것으로 두 번 이상 수행 하여 감속 기울기값의 오차를 더욱 감소시킬 수도 있다.

여기서, 제어부(190)가 감속 기울기값을 두 번 수행하여 제1감속 기울기값과 제2감속 기울기값을 획득할 때, 제1감속 기울기값과 제2감속 기울기값의 편차가 커서 평균값의 정확도가 크게 감소할 수 있다.

예컨대, 제1감속 기울기값에 대한 포량이 2kg이고, 제2 감속 기울기값에 대한 포량이 2.9kg 이라면 편차가 0.9kg에 달한다. 이 경우, 제어부(190)는 편차 0.5kg을 기준값으로 설정하고, 제1감속 기울기값과 제2감속 기울기값의 편차가 기준값(예컨대 0.5kg)을 초과할 때, 제1감속 기울기값과 제2감속 기울기값 중 하나가 잘못 측정된 것으로 판단하여 둘 중 하나의 값을 선택할 수 있다.

앞서 전술한 바와 같이, 감속 기울기값은 선형 구간에서 판단한다. 세탁조(122)의 감속 기울기값을 선형 구간에서 판단하는 이유는, 시간과 세탁조(122)의 회전 속도를 각각 X축, 및 Y축으로 하여 감속 기울기값을 산출할 때, 시간 축과 회전 속도의 값 양자가 리니어 특성을 가질 때, 정확한 감속 기울기값을 산출 가능한데 기인한다. 시간 축은 선형 특성을 얻을 수 있으므로, 제어부(190)는 세탁조(122)의 회전속도가 일정하게 감속하는지를 감지 후, 세탁조(122)의 감속 기울기값을 판단한다.

제어부(190)는 세탁조(122)에 대한 감속 기울기값, 및 감속 기울기값을 토대로 습포의 포량을 산출 후, 세탁물을 세탁하는데 필요한 세탁수의 량, 및 세제의 량을 판단한다. 이후, 제어부(190)는 세탁수 공급장치(120)를 제어하여 세탁조(122)에 세탁수를 추가 급수하고(S207), 적정량의 세제를 투입한다.

마지막으로, 제어부(190)는 사용자 정의된 세탁 코스를 참조하여 세탁조(122), 및 펄세이터를 미리 정해진 세탁 패턴에 따라 구동하여 세탁물에 대한 세탁행정을 수행한다(S208).

여기서, 세탁 패턴은, 펄세이터(140)나 세탁조(122)가 어느 정도의 시간동안 구동할 것인지, 회전 방향은 어느 방향으로 할 것인지, 회전을 제1방향과 제2방향으로 교대로 변경하면서 할 것인지 등을 설정한 제어 설정값에 따라 결정된다.

도 5는 습포 감지방법을 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 제어부(190)는 세탁조(122) 내에 투입된 세탁물, 및 세탁수의 하중을 고려하여 세탁조(122)의 회전속도를 40 - 60 RPM 으로 가속한다. 참조부호 A는 세탁조(122)의 회전속도가 1차 감속되는 구간이고, 참조부호 B는 세탁조(122)가 회전하던 힘으로 회전하는 여력제동 구간이고, 참조부호 C는 여력제동이 시작된 B구간에서 300ms 지난 감속 구간에 해당한다. 제어부(190)는 감속 구간(C)에서 ΔRPM/ΔT값을 산출하여 세탁조(122)에 투입된 세탁물의 포량을 감지한다.

여기서, 본 발명에 따른 습포 감지방법은, 기본적으로 대용량의 세탁조(122)에 세탁물을 투입하고, 세탁물의 포량을 감지하기 위해, 세탁수를 일부 세탁조에 함께 투입하도록 하고 있다. 이 상태에서 포량 감지를 위해 세탁조(122)를 60 RPM이상으로 가속할 때, 세탁조(122)의 회전속도가 즉각 60 RPM에 도달하지 않을 수 있다.

더욱이, 포량 감지를 위해, 세탁조(122)를 제1방향(예컨대 시계방향)과 제2방향(예컨대 반시계 방향)으로 교대로 회전시킬 경우, 세탁조(122) 가동에 무리가 갈 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 제어부(190)는 아래의 표 1에 나타난 바와 같이, 세탁조(122)를 구동하는 구동장치(150)(모터)에 인가되는 상 전류와 구동장치(150)(모터)에 의해 발생하는 역 기전력의 위상을 동일하게 일치시켜 구동장치(150)(모터)의 구동 토크(Torque)를 최대화한다.

표 1은 구동장치(150)(모터)의 가속을 위해, 제어부(190)가 구동장치(150)(모터)의 역 기전력과 구동장치(150)(모터)모터로 인가되는 상전류가 일치되도록 제어하는 리드 앵글(Lead angle) 제어의 일 예를 나타내고 있다.

도 6은 구동장치의 오류 여부를 판단하는 방법에 대한 참조도면을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 제어부(190)는 정확한 포량 감지를 위해 구동장치(150)가 펄세이터(140)나 세탁조(122)를 구동하여 목표 RPM에 도달한 후, 감속 기울기값을 획득하여야 한다. 만약, 구동장치(150, 예컨대 모터)에 오류가 발생하여 목표 RPM에 도달하지 못하거나, 또는 목표 RPM에 도달은 하였으나 시간이 오래 걸릴 경우, 포량을 정확히 측정할 수 없게된다.

따라서, 제어부(190)는 구동장치(150)가 정해진 시간에 목표 RPM에 도달하는지를 파악해야 한다. 이를 위해, 제어부(190)는 아래의 기준에 따라 구동장치(150)의 오류 여부를 판단한다.

- 아래 -

- 1초(1000 ms) 내에 목표 RPM 에 도달하지 못할 경우 구동장치(150)가 오류를 일으킨 것으로 판단한다.

- 구동장치(150)가 구동을 시작한 165ms 이후에도 RPM이 "0"인 경우 구동장치가 오류를 일으킨 것으로 판단한다.

- 구동장치(150)가 구동을 시작한 350ms 이후의 RPM이 목표 RPM 대비 1/3, 또는 그 이하일 때, 구동장치(150)가 오류를 일으킨 것으로 판단한다.

이때, 제어부(190)는 아래의 수식을 적용하여 구동장치(150)의 오류 여부를 판단하기 위한 오류값을 산출할 수도 있다.

여기서,

은 350RPM 에서 산출하는 오류값이고, Vac는 입력 교류전압값에 해당한다. Vac = 220V 라고 가정할 때, 오류값은 47.4가 구해진다. 만일, 구동장치(150)가 구동을 시작한 350ms 이후의 RPM이 50일 경우, 제어부(190)는 구 동장치(150)에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 47 아래일 경우 오류가 발생한 것으로 판단한다.

도 7은 메모리(180)에 마련되는 포량 테이블에 대한 참조도면을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 포량 테이블은 제어부(190)가 펄세이터(140), 또는 세탁조(122)의 감속 기울기값에 대응하는 포량값을 구비한다.

포량 테이블은 세탁조(122)의 저수량에 따라 저수량을 몇 개의 구간으로 구획하는 포량 구간을 가지며, 각 포량 구간에는 감속 기울기값과 포량값을 대응시킨 포량 정보가 마련된다.

예컨대, 80리터 저수량을 가지는 세탁물 처리기기에 대해 10리터 마다 포량 구간을 설정한다면 모두 8개의 포량 구간을 만들 수 있다. 이때, N값은 8이 된다.

감속 기울기값은 8비트, 16비트, 또는 그 이상의 비트수로 구성되는 데이터로 구성된다. 만일 8비트로 감속 기울기값을 표현할 경우, 감속 기울기값의 범위는 0 ∼ 255로 표현되며, 총 256 단계로 나눌 수 있다.

도 8은 포량 테이블을 구성하는 포량 정보를 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 포량 테이블은 포량 구간(//3. //4,..., //7) 마다 기울기값이 나열된 형태로 구현되며, 도면에는 도시하지 않았으나 도 10에 도시된 기울기값에 대응하는 포량값이 한 쌍 더 존재한다.

제어부(190)는 펄세이터(140)나 세탁조(122)의 감속 기울기값이 포량 테이블에 마련되는 기울기값과 대응될 때, 대응되는 기울기값에 대한 포량값을 호출하여 세탁조(122)에 수납된 세탁물의 포량을 판단한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 가전기기는 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁물 처리기기의 일 실시예를 보여주는 사시도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 세탁물 처리기기의 제어흐름을 보여주는 블록도,

도 4는 세탁물 처리기기의 포량 감지방법에 대한 흐름도, ,

도 5는 습포 감지방법을 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

도 6은 구동장치의 오류 여부를 판단하는 방법에 대한 참조도면,

도 7은 메모리에 마련되는 포량 테이블에 대한 참조도면, 그리고

도 8은 포량 테이블을 구성하는 포량 정보를 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

100 : 세탁물 처리기기 125 : 저수조

110 : 캐비닛 126 : 컨트롤패널

111 : 캐비닛 본체 140 : 펄세이터

116 : 입력부 150 : 배수장치

120 : 세탁수 공급장치 170 : 구동장치

122 : 세탁조 190 : 제어부

Claims (10)

1. 세탁물과 세탁수가 투입된 세탁조를 회전시킨 후, 상기 세탁조가 회전 감속 구간 중 선형 감속 구간에 도달 시, 상기 세탁조의 감속 기울기값을 판단하는 단계; 및

   상기 감속 기울기값과 포량을 대응하는 포량 테이블을 참조하여 상기 세탁조에 투입된 세탁물의 포량을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물의 포량 감지방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감속 기울기값을 판단하는 단계는,

   상기 세탁조를 목표 회전속도로 가속하는 단계;

   상기 세탁조를 여력 제동하는 단계; 및

   상기 여력 제동 후, 상기 세탁조의 회전수가 선형 감소할 때 상기 세탁조의 감속 기울기값을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가속하는 단계는,

   상기 세탁조의 회전 속도가 50 RPM 이상으로 가속하는 단계인 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기 가속하는 단계는,

   상기 세탁조를 회전시키는 구동장치에 가하는 전압과 전류의 위상을 일치시켜 가속하는 단계인 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 감속 기울기값을 판단하는 단계는,

   제1감속 기울기값, 및 제2감속 기울기값을 획득하고, 상기 제1감속 기울기값과 상기 제2감속 기울기값에 대한 평균값을 상기 감속 기울기값으로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 감속 기울기값을 판단하는 단계는,

   상기 제1감속 기울기값과 상기 제2감속 기울기값의 편차가 미리 설정된 기준값을 초과 시, 상기 제1감속 기울기값, 및 상기 제2감속 기울기값 중 어느 하나를 상기 감속 기울기값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제2감속 기울기값은,

   복수인 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 감속 기울기값은,

   미리 설정된 시간당 상기 회전수로 산출되는 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 포량을 판단하는 단계는,

   상기 감속 기울기값, 및 상기 감속 기울기값에 대한 포량을 정의하는 포량 테이블을 참조하여 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 펄세이터의 RPM이 미리 설정된 시간 내에 목표 RPM에 도달하는지의 여부를 통해 감지된 포량에 대한 오류 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물의 습포 포량 감지방법.

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