KR20150118429A - 세탁기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

세탁기는, 전류를 인가받아 회전조를 구동시키는 구동 모터; 및 상기 전류가 전류 제한치에 이르러 유지되는 시간인 피크 전류 인가 시간을 검출하고, 상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
이와 같은 세탁기 및 그 제어 방법을 통해 부하를 경감시킴으로써, 상승된 기동 전류의 인가 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 모터 등의 온도 상승으로 인한 전장 부품의 내구성 손실 및 파손 등을 방지할 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법{WASHING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

부하를 경감시키는 세탁기 및 세탁기의 제어 방법에 관한 것이다.

세탁기는 펄세이터를 이용한 세탁기와 드럼 세탁기로 크게 구분될 수 있다. 펄세이터를 이용한 세탁기는 회전조의 바닥면에 설치된 펄세이터의 회전을 통해 수류를 형성시켜 세탁물을 세탁하고, 드럼 세탁기는 드럼(Drum)의 회전에 따라 발생하는 낙차에 의해 세탁물을 세탁한다.

다시 말하면, 세탁기 특히, 드럼 세탁기는 세탁수 또는 헹금수의 담수를 위한 터브와, 터브 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 드럼과, 드럼을 회전시키기 위해 구동력을 발생하는 모터를 포함하여, 원통형 드럼이 회전할 때 그 내부의 세탁물이 드럼 내벽을 따라 상승하였다가 낙하하는 동작을 통해 세탁이 이루어지도록 한다.

이러한 세탁기는 세제가 용해된 세탁수로 세탁물의 오염을 분리해내는 세탁 행정과, 세제가 포함되지 않은 헹금수로 세탁물의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼 행정, 소정의 목표 RPM으로 모터를 동작시켜 드럼을 회전시키는 탈수 행정을 수행할 수 있다.

드럼을 정지상태에서 회전하게 되면, 드럼에 수용된 세탁물 특히, 젖은 세탁물이 무게 중심이 정지 상태에서 아래쪽을 향하고 있기 때문에 세탁물이 큰 부하로 작용하여 드럼의 속도를 목표 RPM까지 올리기 위해서는 일시적으로 사용 가능한 전류 또는 전압 제한치까지 사용하는 제어 동작이 필요하므로, 드럼의 최초 기동 시, 기동 전류가 상승하게 된다. 상승된 기동 전류가 오래 유지될수록, 모터와 PBA(Printed Board Assembly) 온도를 상승시켜 전장 부품 예를 들어, 모터의 내구성에 영향을 주고 소비 전력을 증가시킬 수 있다.

부하를 경감시키는 세탁기 및 세탁기의 제어 방법을 제공한다.

세탁기는, 전류를 인가받아 회전조를 구동시키는 구동 모터; 및 전류가 전류 제한치에 이르러 유지되는 시간인 피크 전류 인가 시간을 검출하고, 피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

제어부는, 피크 전류 인가 시간이 미리 설정된 인가 제한 시간 이상인지 판단할 수 있다.

인가 제한 시간은, 세탁 코스 또는 세탁물의 종류 중 적어도 하나에 따라 다르게 설정될 수 있다.

세탁물의 종류는, 물에 대한 흡수력에 기초하여 분류될 수 있다.

제어부는, 인가 제한 시간 이상이 되는 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수인 과부하 전류 검출 횟수를 누적하여 산출할 수 있다.

제어부는, 과부하 전류 검출 횟수가 미리 설정된 과부하 전류 감지 제한 횟수 이상인 경우, 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어할 수 있다.

제어부는, 과부하 전류 검출 횟수를 초기화할 수 있다.

제어부는, 구동 모터의 과부하를 방지하도록 적어도 1회 제어할 수 있다.

제어부는, 구동 모터의 과부하를 방지하도록, 급수 밸브 또는 배수 펌프 중 적어도 하나의 구동을 제어할 수 있다.

세탁기는, 전류를 감지하는 전류 감지부; 더 포함할 수 있다.

세탁기의 제어 방법은, 전류를 인가하여 구동 모터를 회전시키고; 전류가 전류 제한치에 이르러 유지되는 시간인 피크 전류 인가 시간을 검출하고; 및 피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는; 것을 포함할 수 있다.

피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은, 피크 전류 인가 시간이 미리 설정된 인가 제한 시간 이상인지 판단하는 것을 포함할 수 있다.

인가 제한 시간은, 세탁 코스 또는 세탁물의 종류 중 적어도 하나에 따라 다르게 설정되는 세탁기의 제어 방법일 수 있다.

세탁물의 종류는, 물에 대한 흡수력에 기초하여 분류되는 세탁기의 제어 방법일 수 있다.

피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은, 인가 제한 시간 이상이 되는 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수인 과부하 전류 검출 횟수를 누적하여 산출하는 것을 포함할 수 있다.

피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은, 과부하 전류 검출 횟수가 미리 설정된 과부하 전류 감지 제한 횟수 이상인 경우, 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.

과부하 전류 검출 횟수를 초기화하는; 것을 더 포함할 수 있다.

피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은, 구동 모터의 과부하를 방지하도록 적어도 1회 제어하는 것을 포함할 수 있다.

피크 전류 인가 시간에 기초하여 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은, 구동 모터의 과부하를 방지하도록, 급수 밸브 또는 배수 펌프 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 것을 포함할 수도 있다.

이와 같은 세탁기 및 그 제어 방법을 통해 부하를 경감시킴으로써, 상승된 기동 전류의 인가 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 모터 등의 온도 상승으로 인한 전장 부품의 내구성 손실 및 파손 등을 방지할 수 있다.

도 1는 세탁기의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 세탁기의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 측단면도이다.
도 3은 세탁기의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.
도 4는 구동 모터에 인가되는 전류의 파형을 예시한 도면이다.
도 5는 세탁이 진행되는 동안 피크 전류 인가 시간을 세탁물별로 도시한 도면이다.
도 6은 부하 경감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 세탁기의 제어 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 세탁기 및 세탁기의 제어방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 세탁기의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 세탁기의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10), 세탁에 이용되는 물(세탁수 또는 헹금수)을 수용하는 터브(20) 및 회전하며 세탁물을 세탁하는 드럼(30)을 포함한다. 또한, 세탁기(1)는 드럼(30)을 회전시키는 구동 모터(40), 터브(20)에 물을 공급하는 급수부(50), 터브(20)에 수용된 물을 배출하는 배수부(60), 세제를 공급하는 세제 공급부(70) 및 터브(20) 내부의 물의 온도를 조절하는 수온 조절부(80)를 포함할 수 있다.

캐비닛(10)의 전면 중앙에는 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 세탁물 투입구(11)가 마련되고, 세탁물 투입구(11)에는 세탁물 투입구(11)를 개폐하기 위한 도어(13)가 마련된다. 도어(13)는 힌지(hinge)에 의하여 캐비닛(10)에 회동 가능하게 장착되며, 세탁물 투입구(11)를 폐쇄한 경우 후크(hook)에 의하여 쉽게 개방되지 않는다.

또한, 캐비닛(10)의 전면 상측에는 사용자로부터 세탁기(1)에 대한 조작 명령을 입력받고 세탁기(1)의 동작 정보를 표시하는 컨트롤 패널(90)이 마련된다. 컨트롤 패널(90)은 세탁기(1)에 대한 조작 명령을 입력받는 복수의 조작 버튼 및 다이얼을 포함한다. 구체적으로, 컨트롤 패널(90)은 세탁기(1)의 전원을 온/오프하는 전원 버튼이나 세탁기(1)를 동작시키거나 동작을 중지시키는 동작 버튼(91)을 포함할 수 있으며, 세탁물의 종류에 따라 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정의 세부 설정이 사전에 저장된 세탁 코스를 선택하기 위한 다이얼(92), 다이얼(92)에 의하여 선택된 세탁 코스의 세부 항목을 설정하는 세부 설정 버튼(93)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 세부 설정 버튼(93)을 통해 세탁 코스의 수온, 헹굼 횟수, 탈수 세기 등의 세부 항목을 조정 또는 변경할 수 있다.

이 때, 전원버튼, 동작 버튼(91) 및 세부 설정 버튼(93)과 같은 복수의 조작 버튼은 마이크로 스위치(micro switch), 멤브레인 스위치(membrane switch) 또는 터치 패드(touch pad) 등을 채용할 수 있다.

컨트롤 패널(90)은 세탁기(1)의 동작 정보를 표시하는 표시 패널(94)을 포함한다. 표시 패널(94)은 다이얼(92)에 의해 선택된 세탁 코스, 세부 설정 버튼(93)에 의해 선택된 세부 설정, 세탁기(1)가 수행하고 있는 행정의 정보, 세탁 종료기까지 남은 시간 등을 표시한다.

이와 같은 표시 패널(95)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널을 채용할 수 있다. 뿐만 아니라, 컨트롤 패널(110)은 사용자로부터 조작 명령을 입력받는 터치 패드와 세탁기(100)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)을 채용할 수도 있다.

터브(20)는 캐비닛(10) 내부에 마련되며, 후면이 폐쇄된 원통 형상의 터브 몸체(21), 터브 몸체(21)의 전방에 배치되는 터브 전면판(22)을 포함한다. 터브 바디(21)의 후면에는 후술할 구동 모터(40)를 회전 가능하게 고정하는 베어링(25) 및 베어링 하우징(24)이 마련되고, 터브 전면판(22)에는 드럼(30) 내부로 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 개구(22a)가 마련된다.

또한, 터브(20)는 터브(120)의 상측에 마련된 연결관(74)을 통하여 급수부(50) 및 세제 공급부(60)와 연결되고, 터브(20)의 하측에 마련된 배수관(61)을 통하여 배수부(60)와 연결된다.

드럼(30)은 터브(20) 내부에 회전 가능하게 마련되며, 원통 형상의 드럼 몸체(31), 드럼 몸체(31)의 전방에 마련되는 드럼 전면판(32), 드럼 몸체(31)의 후방에 마련되는 드럼 후면판(33)을 포함한다.

드럼 몸체(31)의 내면에는 터브(20)에 수용된 물이 드럼(30) 내부로 유입되도록 하는 통공(31b)과 세탁물을 상측으로 끌어올리기 위한 리프터(31a)가 마련된다.드럼 전면판(132)에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 개구(32a)가 마련되고, 드럼 후면판(33)에는 드럼(30)을 회전시키는 구동 모터(40)가 연결되는 플랜지(34)가 설치된다.

구동 모터(40)는 터브(20)의 후면에 고정된 고정자(41), 고정자(41)와 자기적 상호작용을 통하여 회전하는 회전자(42), 일측은 회전자(42)와 연결되고 타측은 터브(20)의 후면을 관통하여 드럼(30) 후면에 마련된 플랜지(34)와 연결되는 회전축(43), 회전자(42)의 회전 변위를 검출하는 홀 센서(45)을 포함한다. 또한, 회전축(43)은 상술한 바와 같이 터브(20)의 후면에 마련된 베어링(25) 및 베어링 하우징(24)에 의하여 터브(20)에 회전 가능하게 고정된다.

이와 같은 구동 모터(40)는 회전 속도의 제어가 용이한 비엘디씨(BrushLess Direct Current: BLDC) 모터 또는 동기식 교류(Alteranation Current: AC) 모터 등을 채용할 수 있다.

급수부(50)는 터브(20)의 상측에 마련되며, 외부의 급수원(미도시)과 후술할 세제 공급부(70) 사이를 연결하는 급수관(51), 급수관(51) 상에 마련되어 급수관(51)을 개폐하는 급수밸브(52)를 포함한다. 급수 밸브(52)는 전기적 신호에 따라 급수관(51)을 개폐하는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 채용할 수 있다.

배수부(60)는 터브(20)의 하측에 마련되며, 터브(20)의 물이 캐비닛(10) 외부로 배출되도록 안내하는 배수관(61), 배수관(61)에 배치되어 물이 배수관(61)을 통해 배출되도록 하는 배수 펌프(62)를 포함한다.

따라서, 급수부(50)에 의하여 공급된 물은 세제 공급부(70)를 경유하여 터브(20)에 수용되고, 배수부(60)에 의하여 캐비닛(10) 외부로 배출된다. 터브(20)에 수용된 물의 수위는 수위 감지부(35)를 통해 검출된다.

세제 공급부(70)는 터브(20)의 상측에 마련되며 연결관(74)을 통하여 터브(20)와 연결된다. 또한, 세제 공급부(70)는 세탁 세제 및 헹굼 세제를 저장하는 세제함(71), 세제함(71)을 수용하는 세제함 하우징(72), 세제함(71)에 저장된 세제를 자터브(20)에 자동으로 투입하는 세테 투입 모듈(72)을 포함한다.

따라서, 세제는 세제 공급부(70)에 의하여 급수부(50)로부터 공급된 물과 함께 터브(20)로 공급된다.

수온 조절부(80)는 터브(20)의 하부에 마련되며, 터브(80)에 수용된 물을 가열하는 가열 히터(82), 터브(80)에 수용된 물의 온도를 검출하는 수온 감지부(81)를 포함한다. 수온 감지부(81)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 써미스터(thermistor)를 채용할 수 있다.

도 3은 세탁기의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 세탁기(1)는 이미 설명한 컨트롤 패널(90), 수위 감지부(35), 구동 모터(40), 급수 밸브(52), 배수 펌프(62)와 함께 구동 모터(40), 급수 밸브(52), 배수 펌프(62)를 구동하는 구동부(110), 구동 모터(40)에 인가된 전류를 감지하는 전류 감지부(120), 세탁기(1)를 제어하기 위한 데이터 및 알고리즘을 저장하는 저장부(130) 및 세탁기(1)에 포함된 각각의 구성을 제어하는 제어부(200)를 포함한다.

구동부(110)는 제어부(200)의 제어 신호에 따라 구동 모터(40), 급수부(50)에 포함된 급수 밸브(52), 배수부(60)에 포함된 배수 펌프(62)를 구동한다.

구동부(110)는 제어부(200)의 온/오프(on/off) 제어 신호에 따라, 구동 모터(40)가 온(on)되거나 오프(off)되도록 구동한다. 컨트롤 패널(90)을 통하여 세탁 코스 등의 사용자 조작 명령이 입력되면, 제어부(110)는 사용자 조작 명령에 해당되는 세탁 행정, 헹굼 행정 또는 탈수 행정에 따라 구동 모터(40)의 온/오프 제어 신호를 출력하고, 구동부(110)는 제어 신호에 기초하여 구동 모터(40)를 구동시키기 위한 전류를 조절한다.

구체적으로, 제어부(110)는 각각의 행정에 대응하여 미리 설정된 구동 모터(40)의 회전 시작/종료 시점, 회전 시간, 회전 수, 회전 속도 및 회전 방향에 따라 구동 모터(40)가 동작하도록 제어 신호를 생성한다. 여기서, 회전 시작 시점은 구동 모터(40)가 온되어 회전하기 사작하는 시점을 의미하고, 회전 종료 시점은 구동 모터(40)가 오프되어 회전이 중단되는 시점을 의미한다. 또한, 회전 시간은 구동 모터(40)가 온 상태를 유지하다가 오프 상태로 전환되기까지의 시간을 의미하고, 회전 수는 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 횟수를 의미한다.

구동부(110)는 제어부(110)로부터 전달받은 제어 신호에 따라, 구동 모터(40)에 전류를 인가하여 구동 모터(40)가 온되도록 하거나 구동 모터(40)에 인가하는 전류를 차단시켜 구동 모터(40)가 오프되도록 한다. 뿐만 아니라, 구동부(110)는 구동 모터(40)에 인가하는 전류의 세기를 변화시켜 구동 모터(40)의 회전 속도를 조절하고, 전류의 인가 시간을 변화시켜 구동 모터(40)의 회전 시간을 조절하며, 전류의 인가 횟수 또는 차단 횟수를 변화시켜 구동 모터(40)의 회전 수를 조절한다.

이와 같이 구동 모터(40)를 구동시키기 위해, 구동부(110)는 복수의 IGBT(Insulating Gate Bipolar Transistor)를 구비한 인버터(Inverter)로 구성되어 구동 모터(40)와 3상(U/V/W)으로 연결하는 IPM(Inteligent Power Module)을 포함할 수 있다.

한편, 구동 모터(40)가 온 상태로 전환되어 회전하기 시작하고, 구동 모터(40)의 회전 속도가 목표 RPM에 도달하기까지, 구동부(110)에서 인가되는 전류는 점진적으로 상승하여 전류 제한치 또는 피크 전류에 이르게 된다. 여기서, 구동 모터(40)의 회전 속도가 목표 RPM에 도달하기까지, 구동부(110)에서 인가하는 전류를 이하 기동 전류라고 정의할 수 있다. 또한, 상승된 기동 전류가 피크 전류에 이르러 유지되는 시간을 이하 간단히 피크 전류 인가 시간이라 정의할 수 있다.

도 4는 구동 모터에 인가되는 전류의 파형을 예시한 도면이다. 더욱 상세하게는, 도 4는 구동 모터(40)가 1회 회전하는 동안, 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기 변화를 시간에 따라 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 구동부(110)는 T0시점에 기동 전류를 인가하여, 오프 상태의 구동 모터(40)을 온 상태로 전환시킨다. 구동부(110)는 기동 전류를 상승시켜 기동 전류가 피크 전류(M)에 이르도록 한다. 구동 모터(40)의 RPM이 목표 RPM에 도달하면, 구동부(110)는 인가하는 전류를 감소시킨다. 이 때, 기동 전류가 피크 전류(M)에 이르는 시점을 T1으로, 전류가 감소하기 시작하는 시점을 T2로 각각 정의할 수 있다.

인가 전류를 감소시키더라도, 관성으로 인하여 구동 모터(40)의 RPM은 일시적으로 목표 RPM를 초과하거나 유지하게 된다. 마찰력으로 인해 구동 모터(40)의 RPM이 목표 RPM보다 작아지면, 구동부(110)는 인가하는 전류를 다시 상승시킨다. 이와 같이 T2시점 이후에, 구동부(100)로부터 인가되는 전류의 크기는 증가 감소를 반복하며, 구동 모터(100)가 목표 RPM을 유지하도록 한다. 물론, 목표 RPM 유지를 위한 인가 전류는, 기동 전류 특히, 피크 전류(M)보다는 작아지게 된다.

소정의 시간동안 구동 모터(40)는 온 상태를 유지하다, 구동부(110)에서 인가 전류를 차단시킴에 따라 오프 상태로 다시 전환되게 된다. 이 때, 인가 전류가 차단되는 시점을 T3로 정의할 수 있다.

또한, 구동 모터(40)가 온 상태를 유지하는 시간 즉, T0시점에서 T3시점까지의 시간을 1회 전류 인가 시간(D)이라고 할 때, 피크 전류 인가 시간(Dp)은 1회 전류 인가 시간(D) 중, 기동 전류가 피크 전류(M)에 이르는 T1시점에서 전류가 감소하기 시작하는 T2시점까지의 시간이 된다.

상술한 바와 같은 전류의 파형은, 세탁 행정 시 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기 변화가 될 수 있고, 헹굼 행정 시 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기 변화가 될 수도 있으며, 탈수 행정 시 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기 변화가 될 수도 있다.

한편, 도 6에서의 피크 전류 인가 시간은 선택된 세탁 코스(예를 들어, 섬세코스, 표준코스 등)에 따라 달라질 수 있다.

섬세 코스(옷감손상 저감이 주목적인 세탁코스)의 경우, 옷감 손상을 최소화하기 위해 각 행정에 대한 구동 모터(40)의 회전속도가 낮게 설정되어 있다. 반면, 표준 코스(세탁성능 향상이 주목적인 세탁코스)의 경우, 세탁 성능을 최대한으로 높이도록 각 행정에 대한 구동 모터(40)의 회전속도가 높게 설정되어 있다. 예를 들어, 섬세 코스의 탈수 행정에 대한 구동 모터(40)의 목표 RPM은 250 내지 400RPM으로 설정되어 있고, 표준 코스의 탈수 행정에 대한 구동 모터(40)의 목표 RPM은 600 내지 1000RPM으로 설정되어 있을 수 있다.

표준 코스의 목표 RPM이 섬세코스의 목표 RPM보다 높게 설정되어 있으므로, 구동 모터(40)의 회전 속도가 목표 RPM까지 도달하는 시간은 표준 코스에서 더 길어진다. 바꾸어 말하면, 섬세 코스보다 표준 코스에서 피크 전류 인가 시간이 더 길어지게 되는 것이다. 이와 같이, 어떤 세탁 코스가 선택되는지에 따라 구동 모터(40)에 인가되는 피크 전류 인가 시간이 달라지게 된다.

또한, 피크 전류 인가 시간은 세탁물의 종류에 따라 달라질 수 있다. 이에 대한 구체적 설명은 도 5를 참조하여 상술하기로 한다.

도 5는 세탁이 진행되는 동안 피크 전류 인가 시간을 세탁물별로 도시한 도면이다.

도 5에서, 세탁 코스는 모든 종류의 세탁물에 대해 동일하게 적용된다. 예를 들어, 제1 세탁물, 제2 세탁물 및 제3 세탁물 모두에 대해 동일하게 표준 코스가 적용된 것으로 볼 수 있다.

그리고 세탁물의 종류는 물에 대한 흡수력으로 분류된다. 제1 세탁물보다 물에 대한 흡수력이 높은 세탁물이 제2 세탁물로 정의되고, 제2 세탁물보다 물에 대한 흡수력이 높은 세탁물이 제3 세탁물로 정의되는 것이다. 또는, 제1 세탁물과 제2 세탁물을 비교할 때, 제1 세탁물보다 제2 세탁물에 대한 물의 흡수력이 높고, 제2 세탁물과 제3 세탁물을 비교할 때, 제2 세탁물보다 제3 세탁물에 대한 물의 흡수력이 높은 것이다.

따라서, 세탁 과정 즉, 세탁 행정, 헹굼 행정 또는 탈수 행정 중 물(세탁수 또는 헹굼수)의 흡수에 따른 부하량는 투입된 세탁물의 종류에 따라 달라지게 된다. 세탁수 또는 헹굼수는 제1 세탁물이 투입되었을 때보다 제2 세탁물이 투입되었을 때 더 많이 흡수되므로, 부하량은 제2 세탁물이 투입되었을 때 증가하게 된다. 또한, 세탁수 또는 헹굼수는 제2 세탁물이 투입되었을 때보다 제2 세탁물이 투입되었을 때 더 많이 흡수되므로, 부하량은 제3 세탁물이 투입되었을 때 증가하게 된다. 즉, 물에 대한 흡수력이 좋은 세탁물에 대해 부하량이 증가하게 된다.

부하량 증가할수록 구동 모터(40)의 회전을 방해하므로, 부하량의 증가는 구동 모터(40)의 회전 속도가 목표 RPM에 도달하는 시간을 증가시킨다. 바꾸어 말하면, 부하량이 증가할수록 구동 모터(40)에 인가되는 피크 전류 인가 시간이 길어지게 되는 것이다. 상술한 바는 도 5에서 확인할 수 있다. 예를 들어, 세탁 과정이 30분(min) 진행된 시점에, 부하량이 가장 높은 제3 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 1.5초(sec) 정도 걸리는 반면, 제3 세탁물보다 부하량이 낮은 제2 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 1초(sec) 정도 걸리고, 부하량이 가장 낮은 제1 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 0.5초(sec) 정도 걸린다.

또한, 세탁 과정이 60분(min) 진행된 시점에, 부하량이 가장 높은 제3 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 1.7초(sec) 정도 걸리는 반면, 제3 세탁물보다 부하량이 낮은 제1 세탁물 및 제2 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 각각 0.7초 및 1.2초 정도 걸린다. 마찬가지로, 세탁 과정이 100분(min) 진행된 시점에, 부하량이 가장 높은 제3 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 2.2초(sec) 정도 걸리는 반면, 제3 세탁물보다 부하량이 낮은 제1 세탁물 및 제2 세탁물에 대해서는 피크 전류 인가 시간이 각각 0.5초 및 1.2초 정도 걸린다.

상술한 바와 같이, 어떤 종류의 세탁물이 투입되는지에 따라 부하량 및 구동 모터(40)에 인가되는 피크 전류 인가 시간이 달라지게 된다.

피크 전류 인가 시간이 길어질수록 구동 모터(40)의 온도는 상승하고, 온도 상승에 따라 구동 모터(40)의 모터 탄화 현상, 구동 모터(40)의 주변 부품이나 회로의 수명 단축 등이 발생할 수 있다. 이와 같은 현상을, 이하 구동 모터(40)의 과부하 현상이라 칭하기로 한다.

제어부(200)는 피크 전류 인가 시간을 검출하고, 이를 이용하여 구동 모터(40)의 과부하를 방지하기 위한 제어 신호를 출력한다. 구동부(110)는 제어부(200)의 제어 신호에 따라 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)를 구동시키고, 구동 모터(40)의 과부하를 방지한다. 이에 대한 구체적 설명은 후술하기로 한다.

전류 감지부(120)는 구동 모터(40)에 인가되는 전류를 감지한다. 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기를 감지할 수 있다. 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)에 인가되는 전류의 크기 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 전류 감지부(120)는 기동 전류 또는 피크 전류를 감지할 수 있다.

전류 감지부(120)는 구동 모터(40)에 전류가 인가되는 시간 또는 전류의 인가가 중단되는 시간을 감지할 수 있다. 일 예로, 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)의 온 상태 유지 시간 또는 1회 전류 인가 시간을 감지할 수 있다. 다른 예로, 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)의 온 상태 유지 시간 중 피크 전류 인가 시간을 감지할 수 있다.

제어부(200)는 컨트롤 패널(90)을 통하여 입력되는 사용자의 조작 명령과 전류 감지부(120) 및 수위 감지부(80)의 검출 결과에 따라 구동 모터(40), 급수부(50), 배수부(60)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 구동부(110)에 전달한다.

컨트롤 패널(90)을 통하여 세탁 코스 등의 사용자 조작 명령이 입력되면, 제어부(110)는 사용자 조작 명령에 해당되는 세탁 행정, 헹굼 행정 또는 탈수 행정에 따라 구동 모터(40)가 동작하도록 제어한다. 제어부(110)는 각각의 행정에 대응하여 미리 설정된 구동 모터(40)의 회전 시작/종료 시점, 회전 시간, 회전 수, 회전 속도 및 회전 방향에 따라 구동 모터(40)가 동작하도록 제어 신호를 출력한다.

제어부(200)는 세탁 과정에서 피크 전류 인가 시간을 검출하고, 검출된 피크 전류 인가 시간을 이용하여 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)의 동작을 제어한다. 이 때, 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)의 동작 제어는 구동 모터(40)의 과부하를 방지하기 위한 제어이다. 구동 모터(40)의 과부하 방지를 위한 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)의 동작을 이하 부하 경감 동작이라 정의하기로 한다.

제어부(200)는 세탁 과정 중에 전류 감지부(120)를 통해 감지된 피크 전류 인가 시간을 검출한다. 제어부(200)는 검출된 피크 전류 인가 시간이 인가 제한 시간 이상인지 판단하다.

인가 제한 시간은 미리 설정되어 저장부(130)에 저장되어 있을 수 있다.

세탁 코스에 따라 피크 전류 인가 시간이 달라지므로, 인가 제한 시간은 세탁 코스에 따라 다르게 설정되어 있을 수 있다. 전술한 바 있듯이, 목표 RPM은 옷감손상의 저감이 주목적인 섬세 코스보다 세탁성능 향상이 주목적인 표준 코스에서 높게 설정되어 있고, 이에 대응하여 피크 전류 인가 시간도 표준 코스에서 더 길어진다. 따라서, 섬세 코스보다 표준 코스에 대한 인가 제한 시간이 더 길게 설정되어 있을 수 있다.

세탁물의 종류에 따라 피크 전류 인가 시간이 달라지므로, 인가 제한 시간은 세탁물의 종류에 따라 다르게 설정되어 있을 수 있다. 전술한 바 있듯이, 물에 대한 흡수력이 높은 세탁물일수록 부하량을 증가시키고, 이에 대응하여 피크 전류 인가 시간도 길어진다. 따라서, 물에 대한 흡수력이 높은 세탁물일수록 인가 제한 시간이 더 길게 설정되어 있을 수 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 세탁물에 대한 인가 제한 시간이 C1으로 설정되어 있다고 할 때, 제3 세탁물은 제2 세탁물보다 흡수력이 좋으므로 제3 세탁물에 대한 인가 제한 시간은 C1보다 긴 C2로 설정되어 있을 수 있다.

제어부(200)는 인가 제한 시간 이상이 되는 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수를 누적한다. 이 때, 인가 제한 시간 이상이 되는 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수를 과부하 전류 검출 횟수라 정의할 수 있으며, 따라서 제어부(200)가 과부하 전류 검출 횟수를 누적시킨다고 할 수도 있다.

제어부(200)는 누적된 과부하 전류 검출 횟수가 과부하 전류 검출 제한 횟수 이상인지 판단한다. 과부하 전류 검출 제한 횟수는 미리 설정되어 저장부(130)에 저장되어 있을 수 있다.

과부하 전류 검출 제한 횟수 이상이 되면, 제어부(200)는 부하 경감 동작을 수행하도록 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)를 제어한다. 제어부(200)는 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 구동부(110)에 전달한다.

구동부(110)는 제어부(200)의 제어 신호에 따라 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)를 구동시키고, 부하 경감 동작을 수행한다. 부하 경감 동작은 도 6을 참조하여 구체적으로 상술하기로 한다.

도 6은 부하 경감 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 상측 도면을 참조하면, 세탁 행정 또는 헹굼 행정 시, 물(세탁수 또는 헹굼수)이 터브(20) 내에 공급된다. 구동부(110)가 급수부(50)의 급수 밸브(52)를 개방시키고, 물은 세제 공급부(70)를 경유하여 터브(20) 및 드럼(30) 내부로 공급된다.

수위 감지부(35)는 공급된 물의 수위가 급수 수위에 도달하였는지 감지한다. 이 때, 급수 수위는 드럼(30)의 회전 및 세탁 세제 등을 통해 충분한 세탁력을 발휘할 수 있는 기준 수위를 의미한다. 급수 수위는 세탁 코스 및 세탁물의 양에 따라 다르게 설정되어 있을 수 있다.

물의 수위가 급수 수위에 도달하지 못하였으면, 구동부(110)는 급수 밸브(52)를 개방시켜 급수를 계속하고, 물의 수위가 급수 수위에 도달하면, 구동부(110)는 급수 밸브(52)를 닫아 급수를 중지시킬 수 있다.

반면, 부하 경감 동작을 수행 시, 구동부(110)는 물의 수위가 급수 수위에 도달하기 전에 급수 밸브(52)를 닫는다. 즉, 구동부(110)는 급수의 중단시기를 앞당긴다. 급수의 중단시기를 앞당기는 정도는 선택된 세탁 코스 또는 투입된 세탁물의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 드럼(30) 내 부하량이 감소될 수 있으며, 부하량에 비례하는 피크 전류 인가 시간을 감소시킬 수 있다.

도 7의 하측 도면을 참조하면, 헹굼 행정 또는 탈수 행정 시, 물(세탁수 또는 헹굼수)는 터브(20)로부터 배출된다. 구동부(110)가 배수부(60)의 배수 펌프(62)를 작동시키고, 터브(20) 또는 드럼(30) 내부의 물은 배수관(61)을 통해 캐비닛(10) 외부로 배출된다.

수위 감지부(35)는 공급된 물의 수위가 배수 수위에 도달하였는지 감지한다. 이 때, 배수 수위는 드럼(30)의 회전 등을 통해 충분한 탈수력을 발휘할 수 있는 기준 수위를 의미한다. 배수 수위는 세탁 코스 및 세탁물의 양에 따라 다르게 설정되어 있을 수 있다.

물의 수위가 배수 수위에 도달하지 못하였으면, 구동부(110)는 배수 펌프(62)를 작동시켜 배수를 계속하고, 물의 수위가 배수 수위에 도달하면, 구동부(110)는 배수 펌프(62)를 닫아 배수를 중지시킬 수 있다.

반면, 부하 경감 동작을 수행 시, 구동부(110)는 물의 수위가 배수 수위보다 낮아질 때까지 배수 펌프(62)의 작동을 유지시킨다. 즉, 구동부(110)는 배수의 중단시기를 늦춘다. 배수의 중단시기을 늦추는 정도는 선택된 세탁 코스 또는 투입된 세탁물의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 드럼(30) 내 부하량이 감소될 수 있으며, 부하량에 비례하는 피크 전류 인가 시간을 감소시킬 수 있다.

이상에서는, 부하 경감 동작 수행 시 제어부(200) 및 구동부(110)가 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)을 제어하는 것을 설명하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 당업계에 알려진 임의의 다른 방법을 통해 부하 경감 동작을 수행하는 것도 가능하다. 또한 다른 방법 적용 시, 도 3에 도시된 제어 블럭도에서 일부 구성이 생략되거나 다른 구성이 포함되는 것도 가능할 것이다.

저장부(130)는 세탁기(1)의 조작을 위한 데이터나 알고리즘을 저장할 수 있다.

데이터 저장의 일 예로, 저장부(130)는 세탁 코스에 따른 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정의 세부 설정을 저장할 수 있으며, 사용자로부터 선택된 세탁 코스 또는 변경된 세부 설정을 저장할 수 있다. 데이터 저장의 다른 예로, 저장부(130)는 세탁 코스 또는 세탁물의 종류에 따라 다르게 설정되는 인가 제한 시간을 저장할 수 있으며, 과부하 전류 검출 횟수 및 과부하 전류 검출 제한 횟수를 저장할 수 있다. 데이터 저장의 또 다른 예로, 저장부(130)는 급수 수위, 배수 수위, 부하 경감 동작의 수행시 급수의 중단시기를 앞당기는 정도 또는 배수의 중단시기를 늦추는 정도를 저장할 수 있다.

알고리즘 저장의 예들로, 저장부(130)는 피크 전류 인가 시간을 검출하고 인가 제한 시간과 비교하기 위한 알고리즘, 과부하 전류 검출 횟수를 누적하고 과부하 전류 검출 제한 횟수와 비교하기 위한 알고리즘 및 부하 경감 동작을 수행하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다.

이러한 저장부(130)는 롬(Read Only Memory: ROM), 피롬(Programmable Read Only Memory: PROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 플레시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자, 또는 램(Random Access Memory: RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 또는 하드 디스크, 광 디스크와 같은 저장 장치로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다.

이상으로 세탁기(1)의 구성 및 각 구성의 역할을 실시예들을 바탕으로 설명하였으며, 이하에서는 주어진 흐름도를 참조하여 세탁기의 제어 방법을 살펴보기로 한다.

도 7은 세탁기의 제어 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 세탁 과정 중에 전류 감지부(120)를 통해 감지된 피크 전류 인가 시간을 검출한다(510).

다시 말하면, 사용자의 조작 명령에 대응하여 구동 모터(40)가 온/오프를 반복하며 구동하게 되고, 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)를 구동시기키 위해 구동 모터(40)에 인가되는 전류 및 전류가 인가되는 시간을 감지한다. 특히, 전류 감지부(120)는 구동 모터(40)에 기동 전류 및 피크 전류가 인가될 때, 피크 전류 인가 시간을 감지할 수 있다. 세탁기(1)는 전류 감지부(120)가 감지한 피크 전류 인가 시간을 검출하게 된다.

세탁기(1)는 검출된 피크 전류 인가 시간이 인가 제한 시간 이상인지 판단한다(520).

이 때, 인가 제한 시간은 미리 설정되어 있다. 세탁 코스에 따라 피크 전류 인가 시간이 달라지므로, 인가 제한 시간은 세탁 코스에 따라 다르게 설정되어 있을 수 있다. 또한, 세탁물의 종류에 따라 피크 전류 인가 시간이 달라지므로, 인가 제한 시간은 세탁물의 종류에 따라 다르게 설정되어 있다.

피크 전류 인가 시간이 인가 제한 시간 미만인 경우, 세탁기(12)는 510과정으로 되돌아간다. 즉, 피크 전류 인가 시간의 검출을 반복한다.

피크 전류 인가 시간이 인가 제한 시간 이상인 경우, 세탁기(1)는 과부하 전류 검출 횟수를 증가 또는 누적시킨다(530).

다음으로, 세탁기(1)는 누적된 과부하 전류 검출 횟수가 과부하 전류 검출 제한 횟수 이상인지 판단한다(540).

과부하 전류 검출 횟수가 과부하 전류 검출 제한 횟수 미만인 경우, 세탁기(1)는 510과정으로 되돌아가고, 피크 전류 인가 시간이 검출을 반복한다.

과부하 전류 검출 횟수가 과부하 전류 검출 제한 횟수 이상인 경우, 세탁기(1)는 부하 경감 동작을 수행한다(550).

세탁기(1)는 급수 밸브(52)나 배수 펌프(62)의 동작을 제어함으로써 구동 모터(40)의 과부하를 방지할 수 있다. 일 예로, 세탁 행정이나 헹굼 행정 중에는, 물의 수위가 급수 수위에 도달하기 전에 급수 밸브(52)를 닫는(또는 급수의 중단시기를 앞당기는) 부하 경감 동작을 수행할 수 있다. 다른 예로, 헹굼 행정이나 탈수 행정 중에는, 물의 수위가 배수 수위보다 낮아질 때까지 배수 펌프(62)의 작동을 유지하는(또는 배수의 중단시기를 늦추는) 부하 경감 동작을 수행할 수 있다.

부하 경감 동작 수행 시 급수 밸브(52) 또는 배수 펌프(62)의 동작을 제어하는 것 외에, 당업계에 알려진 임의의 다른 방법을 통해 부하 경감 동작을 수행하는 것도 가능하다

상술한 510 내지 550의 과정은, 세탁 과정 중 1회 이루어질 수도 있고, 복수회 이루어질 수도 있다. 복수회 이루어지는 경우, 550과정인 부하 경감 동작 수행 후 누적되었던 과부하 전류 검출 횟수는 0으로 재세팅되는 것으로 한다.

이상으로 예시된 도면을 참조로 하여, 세탁기 및 세탁기의 제어 방법의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 세탁기 35: 수위 감지부
40: 구동 모터 52: 급수 밸브
62: 배수 펌프 90: 컨트롤 패널
110: 구동부 120: 전류 감지부
130: 저장부 200: 제어부

Claims (19)

1. 전류를 인가받아 회전조를 구동시키는 구동 모터; 및
   상기 전류가 전류 제한치에 이르러 유지되는 시간인 피크 전류 인가 시간을 검출하고, 상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 제어부;
   를 포함하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 피크 전류 인가 시간이 미리 설정된 인가 제한 시간 이상인지 판단하는 세탁기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 인가 제한 시간은,
   세탁 코스 또는 세탁물의 종류 중 적어도 하나에 따라 다르게 설정되는 세탁기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 세탁물의 종류는,
   물에 대한 흡수력에 기초하여 분류되는 세탁기.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 인가 제한 시간 이상이 되는 상기 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수인 과부하 전류 검출 횟수를 누적하여 산출하는 세탁기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 과부하 전류 검출 횟수가 미리 설정된 과부하 전류 감지 제한 횟수 이상인 경우, 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 세탁기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 과부하 전류 검출 횟수를 초기화하는 세탁기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 적어도 1회 제어하는 세탁기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록, 급수 밸브 또는 배수 펌프 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 세탁기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류를 감지하는 전류 감지부;
    를 더 포함하는 세탁기.
11. 전류를 인가하여 구동 모터를 회전시키고;
    상기 전류가 전류 제한치에 이르러 유지되는 시간인 피크 전류 인가 시간을 검출하고; 및
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는;
    것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은,
    상기 피크 전류 인가 시간이 미리 설정된 인가 제한 시간 이상인지 판단하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인가 제한 시간은,
    세탁 코스 또는 세탁물의 종류 중 적어도 하나에 따라 다르게 설정되는 세탁기의 제어 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 세탁물의 종류는,
    물에 대한 흡수력에 기초하여 분류되는 세탁기의 제어 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은,
    상기 인가 제한 시간 이상이 되는 상기 피크 전류 인가 시간의 검출 횟수인 과부하 전류 검출 횟수를 누적하여 산출하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은,
    상기 과부하 전류 검출 횟수가 미리 설정된 과부하 전류 감지 제한 횟수 이상인 경우, 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 과부하 전류 검출 횟수를 초기화하는;
    것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
18. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은,
    상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 적어도 1회 제어하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크 전류 인가 시간에 기초하여 상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록 제어하는 것은,
    상기 구동 모터의 과부하를 방지하도록, 급수 밸브 또는 배수 펌프 중 적어도 하나의 구동을 제어하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.

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