KR20150087689A - 세탁기 및 세탁기의 제어방법 - Google Patents

세탁기 및 세탁기의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁기 및 세탁기의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 제어방법은 복수의 수류 형성부중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인모터와 상기 메인모터의 부하를 변경하는 클러치를 포함하는 세탁기의 제어방법에 있어서, 상기 클러치를 구동하는 절환단계; 상기 메인모터가 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 추종전류를 인가하는 감지단계; 및 상기 추종 전류값이 미리 정해진 기준값을 만족하지 못하면 상기 클러치를 다시 구동하는 재 절환단계를 포함한다.

Description

세탁기 및 세탁기의 제어방법{Washing machine and Control method of the same}
본 발명은 세탁기 및 세탁기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인모터의 부하대상을 전환하는 클러치의 정상 작동 여부를 감지하는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁물 처리장치는, 물과 세제의 화학적 분해 작용과 물과 세탁물간의 마찰 등 물리적 작용 등을 이용하여, 의복, 침구 등(이하, ‘세탁물’이라 약칭함)에 묻은 오염물질을 분리해내는 세탁기와, 젖은 세탁물을 탈수하여 건조시키는 건조기, 세탁물을 가열된 증기를 분사하여 세탁물로 인한 알러지를 방지하고, 세탁물을 간편하게 세탁하는 리프레셔 등, 세탁물에 물리적 화학적 작용을 가하여 세탁물을 처리하는 각종 장치를 통칭한다.
한편, 세탁물 처리장치의 일종인 세탁기는, 그 구조와 세탁방식에 따라 교반식(agitator type)과 드럼식(drum type) 및 와권식(pulsator type)으로 구분된다. 이러한 세탁기는, 통상 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정을 순차적으로 수행하면서 세탁물을 세탁하게 되고, 사용자의 선택에 따라 상기한 행정 중에서 소정의 행정만을 수
행하는 것이 가능하며, 세탁물의 종류에 따라 적당한 세탁방법으로 세탁이 이루어지게 된다.
이러한 세탁기는 보통 세탁과정과 탈수과정은 기본적으로 수행하는데, 상기 교반식 세탁기나 와권식 세탁기의 경우 각각 agiator와 pulsator를 회전시키는 세탁축과 상기 agiator 또는 pulsator와 함께 통을 회전시키는 탈수축이 구비되고 모터와의 사이에 상기 세탁축과 탈수축을 선택적으로 연결하여 세탁행정과 탈수행정을 선택적으로 수행하도록 동력을 연결하거나 차단하는 클러치가 구비된다.
그러나, 클러치는 드럼의 자중과 드럼 내부의 세탁물의 편심으로 인해 피 구동부와 연결되지 못할 수 있다. 따라서, 구동부가 이를 인지하지 못하고 계속 구동시 클러치나 피 구동부 또는 구동부의 파손이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 클러치가 부하대상을 절환하였는지 판단하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 제어방법은 복수의 수류 형성부중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인모터와 메인모터의 부하를 변경하는 클러치를 포함하는 세탁기의 제어방법에 있어서, 클러치를 구동하는 절환단계; 메인모터가 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 추종전류를 인가하는 감지단계; 및 추종 전류값이 미리 정해진 기준값을 만족하지 못하면 클러치를 다시 구동하는 재 절환단계를 포함한다.
감지단계는, 메인모터의 속도가 증가하는 가속단계를 포함한다.
감지단계는, 위상전환된 전류를 인가하여 메인모터를 역방향으로 회전시키는 역 가속단계를 포함한다.
감지단계는, 감지속도를 미리 정해진 시간만큼 유지하도록 전류를 인가하는 속도 유지단계를 포함한다.
재 절환단계는, 속도 유지단계 중 인가된 추종전류의 평균값이 기준값을 만족하지 못하면 수행된다.
재 절환단계는, 추종전류의 평균값이 기준값을 만족하지 못하면 수행된다.
재 절환단계는, 추종전류값 중 최대 오버슈트가 기준값을 만족하지 못하면 수행된다.
절환단계는, 직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하 추가단계를 포함하고, 재 절환단계는, 추종전류가 기준값보다 작은 경우 수행된다.
절환단계는, 직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하 감소단계를 포함하고, 재 절환단계는, 추종전류가 기준값보다 큰 경우 수행된다.
기준값은, 포량에 따른 부하의 증감을 반영하여 결정된다.
절환단계는 직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하 추가단계; 및 직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하 감소단계 중 어느 하나이고, 기준값은, 부하 추가단계에서 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값과 부하 감소단계에서 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값 사이에 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어방법은 재 절환단계의 수행횟수가 미리 정해진 횟수를 초과하면 에러표시를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기는 외관을 형성하는 캐비닛; 캐비닛 내부에 회전가능하게 배치된 복수의 수류 형성부; 복수의 수류 형성부 중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인 모터; 복수의 수류형성부들 사이에서 메인 모터의 부하를 절환하는 클러치; 클러치 구동 후 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 메인모터에 추종전류를 인가하는 인버터; 및 추종전류가 미리 정해진 기준값을 만족하지 못하면 클러치를 재 구동하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기는 기준값을 클러치의 구동으로 인해 부하가 증가하는 경우 메인모터가 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하추가 기준값과, 클러치의 구동으로 인해 메인모터가 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하감소 기준값으로 구분하여 저장한 DB(Database)를 포함한다.
기준값은, 메인모터의 부하에 영향을 주는 포량에 따라 달리 정해질 수 있다.
기준값은, 메인모터의 부하에 영향을 주는 포량에 따라 달리 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 클러치 작동에 오류가 발생하더라도 무리한 구동으로 클러치가 손상되지 않는 장점이 있다.
둘째, 기기의 파손이 발생한 경우 사용자에게 인지시킬 수 있는 장점도 있다. 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 블럭도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 4은 도 2의 제어부를 더욱 상세한게 표현한 블럭도이다.
도 5는 감지단계를 실시예별로 표현한 것이다.
도 6은 절환단계를 경우에 따라 나누어 표현한 것이다.
도 7은 DB에 저장된 기준값 테이블을 표현한 것이다.
도 8은 도 3에 도시된 세탁기의 제어방법 수행시 전류파형을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여세탁기 및 세탁기의 제어방법 를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 제어방법은, 복수의 수류형성부(115, 116)중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인모터(130)와 메인모터(130)의 부하를 변경하는 클러치(240)를 포함하는 세탁기(100)의 제어방법에 있어서, 클러치(240)를 구동하는 절환단계(S100); 메인모터(130)가 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 추종전류를 인가하는 감지단계(S200); 및 추종 전류값이 미리 정해진 기준값(10)을 만족하지 못하면 클러치(240)를 다시 구동하는 재 절환단계(S300)를 포함한다.
세탁기(100)는 외관을 형성하고 상부가 개구된 캐비닛(111)과, 캐비닛(111)의 개구된 상부에 배치되고 세탁물이 출입하는 세탁물 출입구가 형성된 캐비닛 커버(112)와, 상기 세탁물 출입구를 개폐하는 도어(113)와, 세탁수가 수용되며 지지부재(117)에 의해 캐비닛(111)의 내부에 매달리고 댐퍼(118)에 의해 완충되는 외조(122)와, 외조(122)의 내측에 배치되어 수직축을 중심으로 회전하며 세탁물이 수용되는 내조(115)를 포함한다.
내조(115)에는 세탁수가 외조(122)와 내조(115) 사이를 순환할 수 있도록 복수의 수공(미도시)이 형성되고, 외조(122)의 상부에는 세탁물이 출입할 수 있도록 세탁물 출입홀(h)이 형성된 외조 커버(114)가 구비된다.
내조(115)의 바닥에는 세탁수에 수류를 형성하는 펄세이터(116)가 구비되고, 외조(122)의 하측에는 내조(115) 및/또는 펄세이터(116)를 회전시키기 위해 회전력을 발생하는 메인 모터(130)가 배치된다. 이하, 내조(115) 및/또는 펄세이터(116)는 세탁수에 수류를 형성하는 수류 형성부(115, 116)로 통칭한다. 메인 모터(130)는 수류 형성부(115, 116)를 회전시킨다. 메인 모터(113)는 코일이 권선된 고정자(130a)와, 코일과 전자기적 상호작용을 발생시켜 회전하는 회전자(130b)를 포함한다.
고정자(130a)에는 권선된 다수개의 코일 및 내부 저항이 구비된다. 회전자(130b)에는 코일과 전자기적 상호작용을 발생시키는 다수개의 마그넷이 구비된다. 코일과 마그넷의 전자기적 상호작용에 의하여 회전자(130b)는 회전 한다. 회전자(130b)의 회전력은 수류 형성부(115, 116)에 전달되어 수류 형성부(115, 116)를 회전시킨다.
메인 모터(130)에는 회전자(130b)의 위치를 측정하는 홀센서(130c)가 구비된다. 홀센서(130c)는 회전자(130b)의 회전에 의하여 온/오프 신호를 발생시킨다. 홀센서(130c)에서 발생된 온/오프 신호를 통하여 회전자(130b)의 회전속도 및 위치를 추정한다.
배수호스(142)와 배수펌프(144)는 외조(122)로부터 세탁수를 배수한다. 캐비닛 커버(112)에는 세탁기(100)의 작동 전반에 대하여 사용자로부터 명령을 입력 받는 컨트롤 패널(124)이 구비되고, 캐비닛 커버(112)의 내측에는 세제(D)가 수용될 수 있는 세제박스(134)와 세제박스(134)가 인출 가능하게 수납되며, 급수호스(119)로부터 유입된 세탁수가 세제박스(134)를 경유하여 내조(115) 내로 공급되도록 유로를 형성하는 세제박스 하우징(136)이 배치된다. 세제박스 하우징(136)에는 급수호스(118)로부터 유입된 세탁수가 세제박스(134)로 분배되도록 분배홀(136h)이 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 블럭도이다. 도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 2내지 도 3을 참조하면, 클러치(240)는 동력 절환수단이다. 클러치(240)는 메인모터(130)의 회전력을 펄세이터(116) 및/또는 내조(115)에 전달한다. 클러치(240)는 메인모터(130)의 부하를 전환한다. 제어부(220)는 클러치(240)의 구동를 구동하여 복수의 모드를 구현한다.
수류형성부(115, 116)는 복수로 구비된다. 수류형성부(115, 116)는 내조(115)와 펄세이터(116)일 수 있다. 메인모터(130)는 내조(115)와 펄세이터(116)에 공급되는 회전력을 생성한다. 펄세이터(116)와 내조(115)는 회전하여 세탁수의 흐름인 회전수류를 형성한다.
제어부(220)는 교반모드와 스핀모드를 구현할 수 있다. 교반모드는 메인모터(130)의 회전방향이 교번하는 경우이고, 스핀모드는 메인모터(130)의 회전방행이 동일한 경우 일 수 있다. 또는 교반모드는 펄세이터(116)와 내조(115)의 상대운동방향이 서로 반대인 경우이고, 스핀모드는 펄세이터(116)와 내조(115)의 상대운동방향이 동일한 경우일 수 있다.
절환단계(S100)는 교반모드와 스핀모드 사이에 수행된다. 추종전류는 메인모터(130)에 인가된다. 감지단계(S200)는 절환단계(S100) 다음에 수행된다. 제어부(220)는 인버터(210)가 추종전류를 메인모터(130)에 인가하도록 명령한다. 기준값(10)은 변경될 모드에 따라 달라진다. 예를 들어 스핀모드에서 교반모드로 전환하는 경우, 기준값(10)은 교반모드에서 받게될 부하를 기준으로 정해진다. 다른 예로, 교반모드에서 스핀모드로 전환하는 경우, 기준값(10)은 스핀모드에서 받게될 부하를 기준으로 정해진다. 재 절환단계(S300)는 추종 전류값이 기준값(10)을 만족할때까지 반복될 수 있다.
도 4은 도 2의 제어부(220)를 더욱 상세한게 표현한 블럭도이다. 도 5는 감지단계(S200)를 실시예별로 표현한 것이다.
도 4내지 도 5를 참조하면, 감지단계(S200)는, 메인모터(130)의 속도가 증가하는 가속단계(S210)를 포함한다. 감지단계(S200)는, 위상전환된 전류를 인가하여 메인모터(130)를 역방향으로 회전시키는 역 가속단계(S230)를 포함한다. 감지단계(S200)는, 감지속도를 미리 정해진 시간만큼 유지하도록 전류를 인가하는 속도 유지단계를 포함한다.
제어부(220)는 인버터(210)를 제어하는 것으로서, 마이크로 컴퓨터, 마이크로 컴퓨터에 내장된 인버터 제어 타이머(PWM 타이머), 고속 A/D 변환 회로, 메모리(ROM, RAM) 등으로 구성된다.
제어부(220)는, 속도/위치 검출부(228), 전류 감지부(227), 속도 명령 출력부(221), 속도 제어부(223), 전류 제어부(224), 좌표 변환부(225), PWM 연산부(226), 및 제동 제어부(222)를 포함한다.
속도/위치 검출부(228)는 홀센서(130c)에 의하여 감지된 회전자(130b)의 위치에 의하여 회전자(130b)의 실제 회전 속도인 회전속도(ω) 및 위치(θ)를 검출한다. 실시예에 따라, 속도/위치 검출부(228)는 전류 감지부(227)가 감지한 전류를 통하여 메인 모터(130)의 회전속도(ω) 및 위치(θ)를 추정할 수 있다.
전류 감지부(227)는 인버터(210)에서 출력되는 전류값을 감지한다. 전류 감지부(227)는 인버터(210)에서 출력되는 uvw 고정좌표계 상의 3상 전류값을 감지한다. 전류 감지부(227)에서 감지된 uvw 고정좌표계 상의 3상 전류값은 좌표 변환부(225)에서 메인 모터(130)에 형성되는 자속방향에 평행한 d축과 자속방향에 직각인 q축으로 정의되는d-q축 회전좌표계 상의 d축 전류값(Id)과 q축 전류값(Iq)으로 변환되어 출력된다. 속도 명령 출력부(221)는 세탁기(100)의 운전 상황에 따라 수류 형성부(115, 116)를 적절하게 회전시키기 위한 메인 모터(130)의 목표 회전 속도인 지령속도(ω_ref)를 출력한다.
속도 제어부(223)는 속도/위치 검출부(228)에서 검출된 회전자(130b)의 회전속도(ω)가 지령속도(ω_ref)를 추종하도록, 회전속도(ω)와 지령속도(ω_ref)의 차분량에 기초하여 비례-적분-미분(PID) 제어를 수행하고 자속에 대응한 전류 성분인 지령 자속 전류값(Id_ref)과 토크에 대응한 전류 성분인 지령 토크 전류값(Iq_ref)을 각각 출력한다.
지령 자속 전류값(Id_ref) 및 지령 토크 전류값(Iq_ref)은 각각 d-q축 회전좌표계 상의 d축 지령 전류값 (Id_ref)과 q축 지령 전류값(Iq_ref)에 해당한다. 토크에 대응하는 지령 토크 전류값(Iq_ref)을 피드백 제어함으로써, 메인 모터(130)에 대한 제어가 가능하다. 다만, 고속 회전시 메인 모터(130)의 유기 전압이 상승되어 지령 토크 전류값(Iq_ref)이 증가되지 않기 때문에, 회전수에 따라 지령 자속 전류값(Id_ref)을 조절하여 토크를 증가시킬 수 있다.
전류 제어부(224)는 지령 자속 전류값(Id_ref)과 d축 전류값(Id), 및 지령 토크 전류값(Iq_ref)과 q축 전류값(Iq) 각각의 차분량에 기초하여 PID 제어를 수행하고 d축 지령 전압값(Vd)과 q축 지령 전압값(Vq)을 각각 출력한다.
좌표 변환부(225)는 d-q축 회전좌표계와 uvw 고정좌표계를 서로 변환한다. 좌표 변환부(225)는 d-q축 회전좌표계로 입력되는 d축 지령 전압값(Vd)과 q축 지령 전압값(Vq)을 3상 지령 전압값(Vu, Vv, Vw)으로 변환하여 출력한다. 좌표 변환부(237)는 속도/위치 검출부(228)가 검출한 회전자(130b)의 위치(θ)를 입력 받아 좌표계를 변환한다. 또한, 좌표 변환부(225)는 상술한 바와 같이 전류 감지부(227)에서 감지된 uvw 고정좌표계 상의 3상 전류값을 d-q축 회전좌표계 상의 d축 전류값(Id)과 q축 전류값(Iq)으로 변환하여 출력한다.
PWM(Pulse Width Modulation; 펄스 폭 변조) 연산부(226)는 좌표 변환부(225)로부터 출력되는 uvw 고정좌표계 의 신호를 입력 받아 PWM 신호를 발생시킨다. PWM 연산부(226)는 3상 지령 전압값(Vu, Vv, Vw)에 기초하여 각 상 PWM 신호(Vup(+, -), Vvp(+, -), Vwp(+, -)를 인버터(210)에 출력한다. 실시예에 따라, PWM 연산부(226)는 인버터(210)에 포함될 수 있다.
인버터(210)는 PWM 연산부(226)로부터 PWM 신호를 입력 받아 메인 모터(130)에 인가되는 전원을 직접 제어한다. 인버터(210)는 PWM 신호에 따른 전원을 출력하여 메인 모터(130)의 고정자(130a)의 코일에 공급한다.
교반수류 형성시 메인 모터(130)는 일정 방향으로 회전하여 수류 형성부(115, 116)를 회전시킨다. 이 때, 제어부 (220)의 속도 명령 출력부(221)는 수류 형성부(115, 116)를 적절하게 회전시키기 위한 메인 모터(130)의 회전속도인 지령속도(ω_ref)를 출력하고, 제어부(220)의 속도 제어부(223)는 지령속도(ω_ref)에 근거하여 지령 토크 전류값(Iq_ref)과 지령 자속 전류값(Id_ref)을 출력한다.
제어부(220)의 제동 제어부(222)는 교반수류를 형성하기 위하여 메인 모터(130)를 제동 및/또는 역상 제동한다. 회전방향의 교번이 필요한 교반모드 수행시 메인 모터(130)의 역상 제동이 필요할 수 있다. 메인 모터(130)의 역상 제동시 속도 명령 출력부(221)가 지령속도(ω_ref)를 출력하면 속도 제어부(223)는 회전자(130b)의 회전속도(ω)가 지령속도(ω_ref)를 추종하도록 피드백하여 지령 토크 전류값(Iq_ref)을 출력한다.
제어부(220)는 메인모터(130)의 속도가 감지속도에 도달하면 가속단계(S210)가 종료된 것으로 판단하고, 전류 인가를 차단하여 모터를 제동할 수 있다. 제어부(220)는 메인모터(130)의 속도가 감지속도에 도달하면 가속단계(S210)가 종료된 것으로 판단하고, 역 가속단계(S230)를 수행할 수 있다. 제어부(220)는 가속단계(S210)가 종료되면 속도유지단계(S220)를 수행할 수 있다. 제어부(220)는 속도유지단계(S220)가 종료하면 역 가속단계(S230)를 수행할 수 있다.
재 절환단계(S300)는, 속도 유지단계 중 인가된 추종전류의 평균값이 기준값(10)을 만족하지 못하면 수행된다. 재 절환단계(S300)는, 추종전류의 평균값이 기준값(10)을 만족하지 못하면 수행된다.
재 절환단계(S300)는, 추종전류값 중 최대 오버슈트가 기준값(10)을 만족하지 못하면 수행된다. 교반모드는 메인모터(130)의 부하대상이 오직 펄세이터(116)일 수 있다. 교반모드는 메인모터(130)의 회전방향을 수시로 변경하여 교반수류를 형성한다. 교반모드는 세탁행정에서 주로 이용된다. 교반모드는 포를 비벼빠는 효과를 얻을 수 있다. 교반모드는 내조(115)가 정지하는 상태에서 펄세이터(116)만 회전하므로 메인모터(130)에 작용하는 부하가 스핀모드에 비하여 크다. 또한, 메인모터(130)의 교번주기가 짧아 전류의 인가간격도 매우 조밀하다. 또한 메인모터(130)에 인가하는 전류는 회전 방향의 교번을 위하여 전류 위상의 반복적인 역전이 필요하다.
실시예에 따라, 교반모드는 메인모터(130)의 부하대상이 펄세이터(116)와 내조(115) 모두인 경우일 수도 있다. 이 경우, 위성기어를 사용하여 펄세이터(116)와 내조(115)의 회전방향을 서로 반대로 형성할 수도 있다. 교반수류는, 메인모터(130)가 펄세이터(116)를 양방향으로 교대로 회전시키거나, 내조(115)를 양방향으로 교대로 회전시키거나, 내조(115)와 펄세이터(116)를 서로 다른 방향으로 동시에 회전시키는 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
스핀 모드는 메인모터(130)의 부하대상이 펄세이터(116)와 내조(115)일 수 있다. 스핀 모드일 때, 펄세이터(116)와 내조(115)는 동일한 각속도로 회전할 수 있다. 스핀 모드일 때, 펄세이터(116)와 내조(115)는 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 스핀모드는 메인모터(130)의 회전방향을 동일하게 유지한다. 스핀모드는 회전수류의 방향을 일정하게 유지한다. 스핀모드는 세탁행정 중 교반모드와 번갈아가며 수행될 수도 있고, 탈수행정 중 수행될 수도 있다.
스핀 모드는 내조(115)와 펄세이터(116)가 동일 방향으로 함께 회전하므로 메인모터(130)에 작용하는 부하가 교반모드에 비하여 작다. 또한, 메인모터(130)의 교번이 필요없어 관성회전이 가능하므로, 전류의 인가간격도 교반모드에 배하여 드물다. 또한, 메인모터(130)에 인가되는 전류의 위상 역전도 불필요하다.
도 5(a)를 참조하면, 감지단계(S200)는 가속단계(S210)만으로 이루어질 수 있다. 도 5(b)를 참조하면, 감지단계(S200)는 가속단계(S210)와 역 가속단계(S230)로 이루어질 수 있다. 도 5(c)를 참조하면, 감지단계(S200)는 가속단계(S210)와 속도유지단계(S220)로 이루어질 수도 있다. 도 5(d)를 참조하면, 감지단계(S200)는 가속단계(S210), 속도유지단계(S220) 및 역 가속단계(S230)로 이루어질 수도 있다.
추종전류는 가속단계(S210), 속도유지단계(S220) 및 역 가속단계(S230) 중 인가된 어느 한 시점의 전류값 일 수도 있고, 가속단계(S210), 속도유지단계(S220) 및 역 가속단계(S230) 중 어느 한 단계에 인가된 전류의 평균값일 수도 있으며, 가속단계(S210), 속도유지단계(S220) 및 역 가속단계(S230) 중 어느 한 단계에 인가된 전류의 최대 오버슈트값 일 수도 있다. 감지단계(S220)가 속도유지단계(S220)를 포함하면, 추종전류를 속도유지단계(S220) 중 인가된 전류의 시간당 평균값일 수 있다.
도 6은 절환단계(S100)를 경우에 따라 나누어 표현한 것이다. 도 7은 DB(230)에 저장된 기준값(10) 테이블을 표현한 것이다. 도 8은 도 3에 도시된 세탁기(100)의 제어방법 수행시 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 6내지 도 8을 참조하면, 절환단계(S100)는, 직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하추가단계(S110)를 포함하고, 재 절환단계(S300)는, 추종전류가 기준값(10)보다 작은 경우 수행된다. 제어부(220)는 부하추가단계(S110)일 경우 스핀모드에서 교반모드로 변경하도록 클러치(240)를 구동한다. 클러치(240)는 메인모터(130)의 회전력 전달 대상을 절환하는 전환력을 생성하는 인게이지 모터를 포함할 수 있다.
제어부(220)는 인게이지 모터를 구동한다. 교반모드는 스핀모드보다 메인모터(130)에 작용하는 부하가 크다. 따라서, 제어부(220)는 추종전류가 기준값(10) 보다 크면 클러치(240)가 정상 구동된 것으로 판단한다. 제어부(220)는 추종전류가 기준값(10) 보다 작으면 여전히 스핀모드 상태인 것으로 판단하고 재 절환단계(S300)를 수행한다. 제어부(220)는 인게이지 모터를 구동한다.
DB(230)(Database)는 복수의 기준값(10)을 저장한다. 제어부(220)는 절환단계(S100)가 부하추가단계(S110)인 경우, 부하추가 기준값(11)을 선정한다. 제어부(220)는 절환단계(S100)가 부하감소단계(S130)인 경우, 부하감소 기준값(13)을 선정한다. 부하추가 기준값(11)은 스핀모드에서 교반모드로 전환하는 경우 적용한다. 부하감소 기준값(13)은 교반모드에서 스핀모드로 전환하는 경우 적용한다. 절환단계(S100)는, 직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하감소단계(S130)를 포함하고, 재 절환단계(S300)는, 추종전류가 기준값(10)보다 큰 경우 수행된다.
도 7을 참조할 때, 부하추가 기준값(11)은 a" > a'> a 인 관계가 성립한다. 부하감소 기준값(13)은 b" > b'> b인 관계가 성립한다. 포량이 동일할때, 부하추가 기준값(11)은 부하감소 기준값(13) 보다 크다. 따라서 a > b, a'> b', a" > b" 인 관계가 성립한다.
제어부(220)는 부하감소단계(S130)일 경우 교반모드에서 스핀모드로 변경하도록 클러치(240)를 구동한다. 스핀모드는 교반모드보다 메인모터(130)에 작용하는 부하가 작다. 따라서, 제어부(220)는 추종전류가 기준값(10) 보다 작으면 클러치(240)가 정상 구동된 것으로 판단한다. 제어부(220)는 추종전류가 기준값(10)보다 크면 여전히 교반모드 상태인 것으로 판단하고 재 절환단계(S300)를 수행한다.
기준값(10)은, 포량(20)에 따른 부하의 증감을 반영하여 결정된다. 포량(20)은 포량감지부(250)가 감지한다. 포량(20)은 메인모터(130)의 소요 가속시간을 측정하여 감지할 수 있다. 포량(20)은 외조에 인가되는 하중을 통하여 산출할 수도 있다. 포량(20)이 증가하면 메인모터(130)에 작용하는 하중도 증가하므로 기준값(10)도 증가한다. 포량(20)에 대응한 기준값(10)은 DB(230)(Database)에 저장된다. DB(230)는 제어부(220)와 연결된다. 제어부(220)는 측정된 포량(20)과 다음 수행되는 모드가 교반모드인지 스핀모드인지 여부를 통해 기준값(10)을 설정한다.
제어부(220)는 추종전류와 기준값(10)을 비교한다. 절환단계(S100)는, 직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하추가단계(S110); 및 직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하감소단계(S130) 중 어느 하나이고, 기준값(10)은 부하추가단계(S110)에서 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값과 부하감소단계(S130)에서 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값 사이에 존재한다.
부하추가단계(S110)는 스핀모드에서 교반모드로 전환하기 위해 수행된다. 부하감소단계(S130)는 교반모드에서 스핀모드로 전환하기 위해 수행된다. 절환단계(S100)는 부하추가단계(S110)와 부하감소단계(S130) 중 어느 하나일 수 있다. 스핀모드는 교반모드보다 메인모터(130)에 작용하는 하중이 작다. 따라서, 절환단계(S100) 전과 절환단계(S100) 후 메인모터(130)에 인가되는 전류값에 차이가 발생한다. 메인모터(130)에 인가되는 전류의 평균값을 기준으로 할때, 기준값(10)은 절환단계(S100) 전 인가되는 전류의 평균값과 절환단계(S100) 후 인가되는 전류의 평균값 사이에 존재함이 바람직하다.
감지속도는 교반모드일때의 추종속도 및/또는 스핀모드일때의 추종속도와 다를 수 있다. 재 절환단계(S300)의 수행횟수가 미리 정해진 횟수를 초과하면 에러표시를 출력하는 단계(S400)를 포함한다. 예를 들면, 정해진 횟수(n)는 3 일 수 있다. 3회동안 재 절환단계(S300)를 수행함에도 모드의 전환이 이루어 지지 않은 경우, 클러치(240) 의 파손 가능성이 있다. 이 경우, 더 이상의 재 절환단계(S300)를 수행하지 않고, 에러표시를 출력한다. 에러표시는 스피커를 통한 비프음 또는 디스플레이부를 통해 문자 또는 기호일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)는, 외관을 형성하는 캐비닛; 캐비닛 내부에 회전가능하게 배치된 복수의 수류형성부(115, 116); 복수의 수류형성부(115, 116) 중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인모터(130); 복수의 수류형성부(115, 116)들 사이에서 메인모터(130)의 부하대상을 절환하는 클러치(240); 클러치(240) 구동 후 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 메인모터(130)에 추종전류를 인가하는 인버터(210); 및 추종전류가 미리 정해진 기준값(10)을 만족하지 못하면 클러치(240)를 재 구동하는 제어부(220)를 포함한다.
클러치(240)는 동력 절환수단이다. 클러치(240)는 메인모터(130)의 회전력을 펄세이터(116) 및/또는 내조(115)에 전달한다. 클러치(240)는 메인모터(130)의 부하대상을 전환한다. 수류형성부(115, 116)는 복수로 구비된다. 수류형성부(115, 116)는 내조(115)와 펄세이터(116)일 수 있다. 메인모터(130)는 내조(115)와 펄세이터(116)에 공급되는 회전력을 생성한다. 펄세이터(116)와 내조(115)는 회전하여 세탁수의 흐름인 회전수류를 형성한다.
제어부(220)는 교반모드와 스핀모드를 구현할 수 있다. 교반모드는 메인모터(130)의 회전방향이 교번하는 경우이고, 스핀모드는 메인모터(130)의 회전방행이 동일한 경우 일 수 있다. 또는 교반모드는 펄세이터(116)와 내조(115)의 상대운동방향이 서로 반대인 경우이고, 스핀모드는 펄세이터(116)와 내조(115)의 상대운동방향이 동일한 경우일 수 있다.
인버터(210)는 클러치(240)의 구동이 종료되면 메인모터(130)에 추종전류를 인가한다. 추종전류는 메인모터(130)가 감지속도로 회전하기 위해 요구되는 전류값이다. 제어부(220)는 클러치(240)의 구동를 구동하여 복수의 모드를 구현한다. 제어부(220)는 추종 전류값이 기준값(10)을 만족할때까지 클러치(240)를 재 구동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(100)는, 기준값(10)을 클러치(240)의 구동으로 인해 부하가 증가하는 경우 메인모터(130)가 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하추가 기준값(11)과, 클러치(240)의 구동으로 인해 메인모터(130)가 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하감소 기준값(13)으로 구분하여 저장한 DB(230)(Database)를 포함한다.
DB(230)(Database)는 복수의 기준값(10)을 저장한다. 제어부(220)는 절환단계(S100)가 부하추가단계(S110)인 경우, 부하추가 기준값(11)을 선정한다. 제어부(220)는 절환단계(S100)가 부하감소단계(S130)인 경우, 부하감소 기준값(13)을 선정한다. 부하추가 기준값(11)은 스핀모드에서 교반모드로 전환하는 경우 적용한다. 부하감소 기준값(13)은 교반모드에서 스핀모드로 전환하는 경우 적용한다. 기준값(10)은 메인모터(130)의 부하에 영향을 주는 포량(20)에 따라 달리 정해진다. 포량(20)은 메인모터(130)의 소요 가속시간을 측정하여 감지할 수 있다.
포량(20)은 외조에 인가되는 하중을 통하여 산출할 수도 있다. 포량(20)이 증가하면 메인모터(130)에 작용하는 하중도 증가하므로 기준값(10)도 증가한다. 포량(20)에 대응한 기준값(10)은 DB(230)(Database)에 저장된다. DB(230)는 제어부(220)와 연결된다. 제어부(220)는 측정된 포량(20)과 다음 수행되는 모드가 교반모드인지 스핀모드인지 여부를 통해 기준값(10)을 설정한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 복수의 수류 형성부 중 적어도 어느 하나를 부하로하는 메인모터와 상기 메인모터의 부하를 변경하는 클러치를 포함하는 세탁기의 제어방법에 있어서,
    상기 클러치를 구동하는 절환단계;
    상기 메인모터가 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 추종전류를 인가하는 감지단계; 및
    상기 추종 전류값이 미리 정해진 기준값을 만족하지 못하면 상기 클러치를 다시 구동하는 재 절환단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 감지단계는
    상기 메인모터의 속도가 증가하는 가속단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지단계는,
    위상전환된 전류를 인가하여 상기 메인모터를 역방향으로 회전시키는 역 가속단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지단계는,
    상기 감지속도를 미리 정해진 시간만큼 유지하도록 전류를 인가하는 속도 유지단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 재 절환단계는,
    상기 속도 유지단계 중 인가된 상기 추종전류의 평균값이 상기 기준값을 만족하지 못하면 수행되는 세탁기의 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 재 절환단계는,
    상기 추종전류의 평균값이 상기 기준값을 만족하지 못하면 수행되는 세탁기의 제어방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 재 절환단계는,
    상기 추종전류값 중 최대 오버슈트가 상기 기준값을 만족하지 못하면 수행되는 세탁기의 제어방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 절환단계는,
    직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하 추가단계를 포함하고,
    상기 재 절환단계는,
    상기 추종전류가 상기 기준값보다 작은 경우 수행되는 세탁기의 제어방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 절환단계는,
    직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하 감소단계를 포함하고,
    상기 재 절환단계는,
    상기 추종전류가 상기 기준값보다 큰 경우 수행되는 세탁기의 제어방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값은,
    포량에 따른 부하의 증감을 반영하여 결정되는 세탁기의 제어방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 절환단계는,
    직전 보다 더 큰 부하로 대체하는 부하 추가단계; 및
    직전 보다 더 작은 부하로 대체하는 부하 감소단계 중 어느 하나이고,
    상기 기준값은,
    상기 부하 추가단계에서 상기 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값과 상기 부하 감소단계에서 상기 감지속도를 추종하기 위해 인가되는 전류의 평균값 사이에 존재하는 세탁기의 제어방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 재 절환단계의 수행횟수가 미리 정해진 횟수를 초과하면 에러표시를 출력하는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
  13. 외관을 형성하는 캐비닛;
    상기 캐비닛 내부에 회전가능하게 배치된 복수의 수류 형성부;
    상기 복수의 수류 형성부 중 적어도 어느 하나를 부하로 하는 메인 모터;
    상기 복수의 수류형성부들 사이에서 상기 메인 모터의 부하를 절환하는 클러치;
    상기 클러치 구동 후 미리 정해진 감지속도로 회전하도록 상기 메인모터에 추종전류를 인가하는 인버터; 및
    상기 추종전류가 미리 정해진 기준값을 만족하지 못하면 상기 클러치를 재 구동하는 제어부를 포함하는 세탁기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준값을 상기 클러치의 구동으로 인해 상기 부하가 증가하는 경우 상기 메인모터가 상기 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하추가 기준값과, 상기 클러치의 구동으로 인해 상기 메인모터가 상기 추종속도를 만족하기 위해 요구되는 부하감소 기준값을 구분하여 저장한 DB(Database)를 더 포함하는 세탁기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준값은,
    상기 메인모터의 부하에 영향을 주는 포량에 따라 달리 정해진 세탁기.
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