KR20210123710A - 세탁기, 그 제어 방법 및 그의 컨트롤 패널 - Google Patents

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박준현
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삼성전자주식회사
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Abstract

세탁기는, 드럼; 상기 드럼과 연결된 드럼 모터; 상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및 상기 구동 회로와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다. 이러한 세탁기는, 탈수 행정 중에 세탁물의 언밸런스를 감소시킬 수 있으며, 그에 의하여 세탁물의 언밸런스로 인하여 탈수 행정이 중단되는 것이 방지되며, 또한 세탁기의 동작 시간이 감소한다.

Description

세탁기, 그 제어 방법 및 그의 컨트롤 패널 {WASHER, CONTROLLING METHOD THEREOF AND CONTROL PANEL THEREOF}
개시된 발명은 세탁기에 관한 것으로써, 세탁물을 세탁, 헹굼 및 탈수하는 세탁기에 관한 발명이다.
일반적으로, 세탁기는 터브와 터브 내에서 회전 가능하게 설치되는 드럼을 포함하고, 터브 내부에서 세탁물이 담긴 드럼을 회전시킴으로써 세탁물을 세탁할 수 있다. 세탁기는 세탁물을 세탁하는 세탁 행정, 세탁된 세탁물을 헹구는 헹굼 행정, 세탁물을 탈수하는 탈수 행정을 수행할 수 있다.
특히, 탈수 행정은 세탁물이 담긴 드럼을 대략 1000rpm (revolution per minute) 내외로 회전시킴으로써, 세탁물에 흡수된 물을 세탁물로부터 분리시킬 수 있다.
이처럼, 탈수 행정 중에 드럼은 고속으로 회전하며, 그로 인하여 드럼을 수용하는 터브가 진동할 수 있다. 특히, 세탁물이 드럼 내부에 균일하게 배치되지 아니하면(다시 말해, 세탁물의 언밸런스가 발생하면), 회전하는 드럼에 편심이 발생할 수 있다. 드럼의 편심에 의하여 터브의 진동은 더욱 증가하게 되며, 터브의 진동의 진폭이 미리 정해진 진폭 이상이 되면, 세탁기는 탈수 행정을 중단시킬 수 있다.
이처럼, 드럼 내부의 세탁물의 언밸런스로 인하여 세탁기의 탈수 행정이 중단될 수 있으며, 탈수 행정의 중단으로 인하여 세탁기의 동작 시간이 증가할 수 있다.
이러한 문제를 극복하고자, 개시된 발명의 일 측면은, 탈수 행정 중에 세탁물의 언밸런스를 감소시킬 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는, 드럼; 상기 드럼과 연결된 드럼 모터; 상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및 상기 구동 회로와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다.
개시된 발병의 일 측면에 의한, 드럼 및 상기 드럼과 연결된 드럼 모터를 포함하는 세탁기의 제어 방법은, 상기 드럼 모터가 제1 회전 속도로 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급하고; 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키는 동안 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류를 획득하고; 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는, 드럼; 상기 드럼과 연결된 드럼 모터; 상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및 상기 구동 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 드럼 모터가 제1 회전 속도로 회전하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 제2 회전 속도로 회전하도록 상기 구동 회로를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 상기 제2 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭이 기준 변동폭 이상인 것에 기초하여, 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 탈수 행정 중에 세탁물의 언밸런스를 감소시킬 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. 그에 의하여, 세탁물의 언밸런스로 인하여 탈수 행정이 중단되는 것이 방지되며, 또한 세탁기의 동작 시간이 감소한다.
도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 측단면을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 구동 회로의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 세탁기의 동작의 일 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중의 드럼의 회전 속도를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도에 의존하는 드럼 모터의 구동 전류의 변동을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼이 제1 회전 속도로 회전하는 중의 세탁물의 움직임을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류의 절대값을 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도의 변화를 도시한다.
도 14는 종래 기술에 의한 세탁기의 구동 전류의 변동과 일 실시예에 의한 세탁기의 구동 전류의 변동을 도시한다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류의 변동을 도시한다.
도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도의 변화를 도시한다.
도 19는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 측단면을 도시한다.
도 1 및 도 2을 참조하여, 세탁기(100)의 구성이 설명된다.
세탁기(100)는 캐비닛(101)을 포함한다. 또한, 세탁기(100)는, 캐비닛(101) 내에 수용된, 도어(102)와, 컨트롤 패널(110)과, 터브(120)와, 드럼(130)과, 구동부(140)와, 급수부(150)와, 배수부(160)와, 세제 공급부(170)를 더 포함한다.
캐비닛(101)의 전면 중앙에는 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 투입구(101a)가 마련된다.
투입구(101a)에는 도어(102)가 마련된다. 도어(102)는 힌지(hinge)에 의하여 캐비닛(101)에 회동 가능하게 장착된다.
도어(102)는 투입구(101a)를 개폐할 수 있으며, 투입부(101a)가 도어(102)에 의하여 폐쇄된 것은 도어 스위치(103)에 의하여 감지될 수 있다. 투입구(101a)가 폐쇄되고 세탁기(100)가 동작하면, 도어(102)는 도어 락(104)에 의하여 잠겨질 수 있다.
캐비닛(101)의 전면 상측에는 사용자로부터 세탁기(100)에 대한 사용자 입력을 획득하는 사용자 입력부와 세탁기(100)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하는 컨트롤 패널(110)이 마련된다. 컨트롤 패널(110)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
터브(120)는 캐비닛(101)의 내부에 마련되며, 세탁 및/또는 헹굼을 위한 물을 수용할 수 있다.
터브(120)는 전면에 개구(121a)가 형성된 터브 프런트 파트(tub front parts) (121)와 후면이 폐쇄된 원통 형상의 터브 리어 파트(tub rear parts) (122)를 포함한다.
터브 프런트 파트(121)의 전면에는 세탁물을 터브(120) 내에 마련된 드럼(130)에 투입하거나 세탁물을 드럼(130)에서 인출하기 위한 개구(121a)가 마련된다. 터브 리어 파트(122)의 후벽에는 드럼 모터(141)를 회전 가능하게 고정하기 위한 베어링(122a)이 마련된다.
드럼(130)은 터브(120) 내부에 회전 가능하게 마련되며, 세탁물을 수용할 수 있다.
드럼(130)은 원통 형상의 드럼 바디(131)와, 드럼 바디(131)의 전방에 마련된 드럼 프런트 파트(132)와, 드럼 바디(131)의 후방에 마련되는 드럼 리어 파트(133)를 포함한다.
드럼 바디(131)의 내면에는 드럼(130)의 내부와 터브(120)의 내부를 연결하는 통공(131a)과 드럼(130)의 회전 중에 세탁물을 드럼(130)의 상부로 들어올리기 위한 리프터(131b)가 마련된다. 드럼 프런트 파트(132)에는 세탁물을 드럼(130)으로 투입하거나 세탁물을 드럼(130)에서 인출하기 위한 개구(132a)가 마련된다. 드럼 리어 파트(133)은 드럼(130)을 회전시키는 드럼 모터(141)의 샤프트(141a)와 연결될 수 있다.
구동부(140)는 드럼(130)을 회전시키는 드럼 모터(141)를 포함한다.
드럼 모터(141)는 터브(120)의 터브 리어 파트(122)의 외측에 마련되며, 샤프트(141a)을 통하여 드럼(130)의 드럼 리어 파트(133)와 연결된다. 샤프트(141a)은 터브 리어 파트(122)을 관통하며, 또한 터브 리어 파트(122)에 마련된 베어링(122a)에 의하여 회전 가능하게 지지된다.
드럼 모터(141)는 터브 리어 파트(122) 외측에 고정되는 고정자(132)와, 회전 가능하게 마련되어 샤프트(141a)과 연결되는 회전자(143)를 포함한다. 회전자(143)는 고정자(142)와의 자기적 상호작용을 통하여 회전할 수 있으며, 회전자(143)의 회전은 샤프트(141a)을 통하여 드럼(130)에 전달될 수 있다.
드럼 모터(141)는 예를 들어 회전 속도의 제어가 용이한 무정류자 직류 모터(BrushLess Direct Current Motor: BLDC Motor) 또는 영구자석 동기 모터(Permament Synchronous Motor: PMSM)를 포함할 수 있다.
급수부(150)는 터브(120)/드럼(130)에 물을 공급할 수 있다.
급수부(150)는 외부 급수 원과 연결되어 터브(120)에 물을 공급하기 위한 급수 도관(151)과, 급수 도관(151) 상에 마련되는 급수 밸브(152)를 포함한다.
급수 도관(151)은 터브(120)의 상측에 마련되며, 외부 급수 원으로부터 세제 함(171)까지 연장될 수 있다. 물은 세제 함(171)을 거쳐 터브(120)까지 안내된다.
급수 밸브(152)는 전기적 신호에 응답하여 외부 급수 원으로부터 터브(120)로 물을 공급하는 것을 허용하거나 차단할 수 있다. 급수 밸브(152)는 예를 들어 전기적 신호에 응답하여 개폐되는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 포함할 수 있다.
배수부(160)는 터브(120) 및/또는 드럼(130)에 수용된 물을 외부로 배출할 수 있다.
배수부(160)는 터브(120)의 하측에 마련되어 터브(120)로부터 캐비닛(101) 외부까지 연장된 배수 도관(161)과, 배수 도관(161) 상에 마련된 배수 펌프(162)를 포함한다. 배수 펌프(162)는 배수 도관(161)의 물을 캐비닛(101) 외부로 펌핑할 수 있다.
세제 공급부(170)는 터브(120)/드럼(130)에 세제를 공급할 수 있다.
세제 공급부(170)는 터브(120)의 상측에 마련되어 세제를 보관하는 세제 함(171)과, 세제 함(171)을 터브(120)와 연결하는 혼합 도관(172)을 포함한다.
세제 함(171)은 급수 도관(151)과 연결되며, 급수 도관(151)을 통하여 공급된 물은 세제 함(171)의 세제와 혼합될 수 있다. 세제와 물의 혼합물은 혼합 도관(172)을 통하여 터브(120)에 공급될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다. 도 4는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 구동 회로의 일 예를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
세탁기(100)는 도 1 및 도 2와 함께 설명된 기계적 구성들 뿐만 아니라 다음에 설명되는 전기적 구성들을 더 포함할 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 세탁기(100)는 도어 스위치(103)와, 도어 락(door lock) (104)과, 컨트롤 패널(110)과, 구동 회로(200)와, 드럼 모터(141)와, 급수 밸브(152)와, 배수 펌프(162)와, 제어부(190)를 포함한다.
도어 스위치(103)는 도어(102)가 폐쇄된 상태와 도어(102)가 개방된 상태를 각각 검출할 수 있다. 예를 들어, 도어 스위치(103)는 도어(102)가 개방된 상태에서 개방(오프)되고, 도어(102)가 폐쇄된 상태에서 폐쇄(온)될 수 있다. 도어 스위치(103)는, 도어(102)가 폐쇄된 상태를 나타내는 신호 또는 도어(102)가 개방된 상태를 나타내는 신호를 제어부(190)에 제공할 수 있다.
도어 락(104)은 제어부(190)의 잠금 신호에 응답하여 도어(102)를 잠글 수 있다. 예를 들어, 도어(102)가 투입구(101a)를 폐쇄하고 세탁기(100)가 동작하면, 제어부(190)는 도어(102)를 잠그도록 도어 락(104)을 제어할 수 있다.
컨트롤 패널(110)은 사용자 입력을 획득하는 입력 버튼과, 사용자 입력에 응답하는 세탁 설정 및/또는 세탁 동작 정보를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 다시 말해, 컨트롤 패널(110)은 사용자와 세탁기(100)가 상호작용하기 위한 인터페이스(이하에서는 '유저 인터페이스'라 한다)를 제공할 수 있다.
입력 버튼은, 예를 들어, 전원 버튼과, 동작 버튼과, 코스 선택 다이얼과, 세부 설정 버튼을 포함할 수 있다. 입력 버튼은, 예를 들어, 택트 스위치(tact switch), 푸시 스위치, 슬라이드 스위치, 토클 스위치, 마이크로 스위치, 또는 터치 스위치를 포함할 수 있다.
디스플레이는, 코스 선택 다이얼의 회전에 의하여 선택된 세탁 코스 및 세탁기(100)의 동작 시간을 표시하는 스크린과, 설정 버튼에 의하여 선택된 세부 설정을 표시하는 인디케이터를 포함한다. 디스플레이는 예를 들어 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 세탁 코스는 세탁물의 종류(예를 들어, 이불, 속옷 등) 및 재질(예를 들어, 울 등)에 따라 세탁기(100)의 설계자에 의하여 사전에 설정된 세탁 설정(예를 들어, 세탁 온도, 헹굼 횟수, 탈수 세기 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표준 세탁은 대부분의 세탁물에 적용될 수 있는 세탁 설정을 포함하며, 이불 세탁은 이불을 세탁하기 위하여 최적화된 세탁 설정을 포함할 수 있다. 세탁 코스는 예를 들어 표준 세탁, 강력 세탁, 울 세탁, 이불 세탁, 아기옷 세탁, 타월 세탁, 소량 세탁, 삶은 세탁, 절전 세탁, 아웃도어 세탁, 헹굼/탈수, 탈수 등으로 구분될 수 있다.
구동 회로(200)는, 제어부(190)의 구동 신호에 응답하여, 드럼 모터(141)를 구동하기 위한 구동 전류를 드럼 모터(141)에 공급할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 구동 회로(200)는 외부 전원(ES)의 교류 전력을 정류하는 정류 회로(210)와, 정류된 전력의 리플을 제거하고 직류 전력을 출력하는 직류 링크 회로(220)와, 직류 전력을 정현파 형태의 구동 전력으로 변환하고 구동 전류(Iabc)를 드럼 모터(141)로 출력하는 인버터 회로(230)와, 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류(Iabc)를 측정하는 전류 센서(240)와, 인버터 회로(230)의 구동 전력 변환을 제어하는 구동 제어부(250)와, 구동 제어부(250)의 구동 신호에 기초하여 인버터 회로(230)에 포함된 스위칭 회로(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)를 턴온/턴오프하는 게이트 드라이버(260)를 포함할 수 있다.
또한, 드럼 모터(141) 각각에는 드럼 모터(141)의 회전자(143)의 위치(회전자의 전기각)를 측정하는 위치 센서(270)가 마련될 수 있다.
정류 회로(210)는 복수의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함하는 다이오드 브리지를 포함한다. 다이오드 브리지는 구동 회로(200)의 양의 단자(P)와 음의 단자(N) 사이에 마련된다. 정류 회로(210)는 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 전력(교류 전압과 교류 전류)를 일정한 방향을 가지는 전력으로 정류할 수 있다.
직류 링크 회로(220)는 전기 에너지를 저장하는 직류 링크 캐패시터(C1)를 포함한다. 직류 링크 캐패시터(C1)는 구동 회로(200)의 양의 단자(P)와 음의 단자(N) 사이에 마련된다. 직류 링크 회로(220)는 정류 회로(210)에 의하여 정류된 전력을 공급받고, 일정한 크기와 방향을 가지는 직류 전력을 출력할 수 있다.
인버터 회로(230)는 구동 회로(200)의 양의 단자(P)와 음의 단자(P) 사이에 마련된 3개의 스위칭 소자 쌍(Q1과 Q2, Q3와 Q4, Q5와 Q6)을 포함할 수 있다. 스위칭 소자 쌍(Q1과 Q2, Q3와 Q4, Q5와 Q6)은 각각 서로 직렬로 연결된 2개의 스위칭 소자(Q1과 Q2, Q3와 Q4, Q5와 Q6)를 포함할 수 있다. 인버터 회로(230)에 포함된 스위칭 소자들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)은 각각 게이트 드라이버(260)의 출력에 따라 턴온/턴오프되며, 스위칭 소자들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)의 턴온/턴오프에 따라 3상의 구동 전류(Iabc)가 드럼 모터(141)에 공급될 수 있다.
전류 센서(240)는 인버터 회로(230)로부터 출력되는 3상 구동 전류(a상 전류, b상 전류, c상 전류)를 측정하고, 측정된 3상 구동 전류 값(Ia, Ib, Ic: Iabc)을 나타내는 데이터를 구동 제어부(250)로 출력할 수 있다. 또한, 전류 센서(240)는 3상의 구동 전류(Iabc) 중에 2상의 구동 전류만을 측정할 수 있으며, 구동 제어부(250)는 2상의 구동 전류로부터 다른 하나의 구동 전류를 예측할 수 있다.
위치 센서(270)는 드럼 모터(141)에 마련될 수 있으며, 드럼 모터(141)의 회전자(143)의 위치(Θ)(예를 들어, 회전자의 전기각)을 측정하고, 회전자(143)의 전기각(Θ)을 나타내는 위치 데이터를 출력할 수 있다. 위치 센서(270)는 홀 센서, 엔코더, 리졸버 등으로 구현될 수 있다.
게이트 드라이버(260)는 구동 제어부(250)의 출력에 기초하여 인버터 회로(230)에 포함된 복수의 스위칭 회로(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)를 턴온/턴오프하기 위한 게이트 신호를 출력할 수 있다.
구동 제어부(250)는 제어부(190)와 별도로 마련될 수 있다. 구동 제어부(250)는 예를 들어 구동 제어부(250)는 회전 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값(Iabc)과 회전자 위치(Θ)에 기초하여 구동 신호를 출력하는 주문형 반도체 소자(application specific integrated circuit, ASIC)을 포함할 수 있다. 또는, 구동 제어부(250)는 회전 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값(Iabc)과 회전자 위치(Θ)에 기초하여 구동 신호를 출력하기 위한 일련의 명령어들을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 일렬의 명령어를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다.
구동 제어부(250)는 제어부(190)와 일체로 마련될 수 있다. 예를 들어, 구동 제어부(250)는 제어부(190)의 메모리(192)에 저장된 회전 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값(Iabc)과 회전자 위치(Θ)에 기초하여 구동 신호를 출력하기 위한 일련의 명령어들로써 구현될 수 있다.
구동 제어부(250)는 제어부(190)로부터 모터 제어 신호(예를 들어, 회전 속도 명령)을 수신하고, 전류 센서(240)로부터 구동 전류 값(Iabc)을 수신하고, 위치 센서(270)로부터 드럼 모터(141)의 회전자 위치(Θ)를 수신할 수 있다. 구동 제어부(250)는 회전 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값(Iabc)과 회전자 위치(Θ)에 기초하여 드럼 모터(141)에 공급될 구동 전류 값을 판단하고, 판단된 구동 전류 값에 따라 인버터 회로(230)를 제어하기 위한 구동 신호(PWM 신호)를 출력할 수 있다.
구동 제어부(250)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 속도 연산기(251)와, 입력 좌표 변환기(252)와, 속도 제어기(253)와, 전류 제어기(254)와, 출력 좌표 변환기(255)와, 펄스 폭 변조기(256)를 포함할 수 있다.
속도 연산기(251)는 드럼 모터(141)의 회전자 전기각(θ)에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다. 여기서, 회전자 전기각(θ)은 드럼 모터(141)에 마련된 위치 센서(270)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 속도 연산기(251)는 샘플링 시간 간격에 대한 회전자(143)의 전기각(θ)의 변화량에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다.
위치 센서(270)가 마련되지 않은 경우, 속도 연산기(251)는 전류 센서(240)에 의하여 측정된 구도 전류 값(Iabc)에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다.
입력 좌표 변환기(252)는 회전자 전기각(θ)에 기초하여 3상 구동 전류 값(Iabc)을 d축 전류 값(Id)과 q축 전류 값(Iq) (이하, d축 전류 및 q축 전류라고 한다)으로 변환할 수 있다. 다시 말해, 입력 좌표 변환기(252)는 3상 구동 전류 값(Iabc)의 a축, b축, c축을 d축과 q축으로 축변환을 수행할 수 있다. 여기서, d축는 드럼 모터(141)의 회전자가 생성하는 자기장의 방향과 일치하는 방향의 축을 의미하고, q축은 드럼 모터(141)의 회전자가 생성하는 자기장의 방향과 90도 앞서는 방향의 축을 의미한다. 여기서, 90도는 회전자의 기계적인 각도가 아닌 전기각을 의미하며, 전기각은 회전자의 인접한 N극 사이의 각도 또는 인접한 S극 사이의 각도를 360도로 환산한 각도를 의미한다.
또한, d축 전류는 구동 전류 중에 d축 방향의 자기장을 생성하는 전류 성분을 나타낼 수 있으며, q축 전류는 구동 전류 중에 q축 방향의 자기장을 생성하는 전류 성분을 나타낼 수 있다.
입력 좌표 변환기(252)는 [수학식 1]을 이용하여 3상 구동 전류 값(Iabc)로부터 q축 전류 값(Iq)과 d축 전류 값(Id)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
(단, Id는 d축 전류 값, Iq는 q축 전류 값, θ은 회전자의 전기각, Ia는 a상 전류 값, Ib는 b상 전류 값, Ic는 c상 전류 값이다.)
속도 제어기(253)는 제어부(190)의 회전 속도 명령(ω*)과 드럼 모터(141)의 회전 속도값(ω)를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 q축 전류 명령(Iq*)과 d축 전류 명령(Id*)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는 비례 적분 제어(Proportional Integral Control, PI control)를 이용하여 회전 속도 명령(ω*)와 회전 속도값(ω) 사이의 차이에 기초하여 드럼 모터(141)에 공급될 q축 전류 명령(Iq*)과 d축 전류 명려(Id*)를 산출할 수 있다.
전류 제어기(254)는 속도 제어기(253)로부터 출력되는 q축 전류 명령(Iq*) 및 d축 전류 명령(Id*)와 입력 좌표 변환기(252)로부터 출력되는 q축 전류 값(Iq) 및 d축 전류 값(Id)를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 q축 전압 명령(Vq*) 및 d축 전압 명령(Vd*)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 전류 제어기(254)는, 비례 적분 제어(Proportional Integral Control, PI control)를 이용하여, q축 전류 명령(Iq*)과 q축 전류 값(Iq) 사이의 차이에 기초하여 q축 전압 명령(Vq*)을 판단하고 d축 전류 명령(Id*)과 d축 전류 값(Id) 사이의 차이에 기초하여 d축 전압 명령(Vd*)을 판단할 수 있다.
출력 좌표 변환기(255)는 드럼 모터(141)의 회전자 전기각(Θ)에 기초하여 dq축 전압 명령(Vdq*)을 3상 전압 명령(a상 전압 명령, b상 전압 명령, c상 전압 명령) (Vabc*)으로 변환할 수 있다.
출력 좌표 변환기(255)는 [수학식 2]를 이용하여 dq축 전압 명령(Vdq*)를 3상 전압 명령(Vabc*)으로 변환할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
(단, Va는 a상 전압 명령, Vb는 b상 전압 명령, Vc는 c상 전압 명령, θ은 회전자 전기각, Vd는 d축 전압 명령, Vq는 q축 전압 명령이다.)
펄스 폭 변조기(256)는 3상 전압 명령(Vabc*)으로부터 인버터 회로(230)의 스위칭 회로들(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)를 턴온 또는 턴오프하기 위한 PWM 제어 신호(Vpwm)을 생성할 수 있다. 구체적으로, 펄스 폭 변조기(256)는 3상 전압 명령(Vabc*)에 대하여 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)을 수행하고, 펄스 폭 변조된 PWM 신호(Vpwm)를 게이트 드라이버(260)로 출력할 수 있다.
이처럼, 구동 제어부(250)는 구동 제어부(250)는, 제어부(190)의 모터 제어 신호(예를 들어, 회전 속도 명령)에 기초하여, 게이트 드라이버(260)에 구동 신호(PWM 신호)를 출력할 수 있다. 또한, 구동 제어부(250)는 제어부(190)에 구동 전류 값(Iabc), dq축 전류 값(Idq) 및 dq축 전류 명령(Idq*)를 제어부(190)에 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 구동 회로(200)는 제어부(190)의 모터 제어 신호(예를 들어, 회전 속도 명령)에 따라 드럼 모터(141)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
드럼 모터(141)는, 구동 회로(200)로부터 구동 전류에 의존하여, 드럼(130)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 드럼 모터(141)는 제어부(190)로부터 기준 속도를 수신하고, 드럼(130)의 회전 속도가 제어부(190)이 기준 속도를 추종하도록 드럼(130)을 회전시킬 수 있다.
급수 밸브(152)는 통상 폐쇄된 상태를 유지할 수 있으며, 제어부(190)의 급수 신호에 응답하여 개방될 수 있다. 급수 밸브(152)의 개방에 의하여, 물은 급수 도관(151)을 통하여 터브(120)에 공급될 수 있다.
배수 펌프(162)는 제어부(190)의 배수 신호에 응답하여 배수 도관(161)의 물을 캐비닛(101) 외부로 펌핑할 수 있다. 배수 펌프(162)의 펌핑에 의하여, 터브(120)에 수용된 물은 배수 도관(162)을 통하여 캐비닛(101) 외부로 배출될 수 있다.
제어부(190)는 예를 들어 컨트롤 패널(110)의 후면에 마련되는 인쇄 회로 기판 상에 실장될 수 있다.
제어부(190)는 도어 스위치(103), 도어 락(104), 컨트롤 패널(110), 구동 회로(200), 구동 모터(141), 급수 밸브(152) 및 배수 펌프(162)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(190)는 세탁기(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 프로세서(191)와, 세탁기(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 프로그램 및 데이터를 기억 또는 저장하는 메모리(192)를 포함한다. 프로세서(191)와 메모리(192)는 별도의 반도체 소자로 구현되거나, 단일의 반도체 소자로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(190)는 복수의 프로세서들 또는 복수의 메모리들을 포함할 수 있다.
프로세서(191)는 메모리(192)로부터 제공되는 프로그램에 따라 데이터 및/또는 신호를 처리하고, 처리 결과에 기초하여 세탁기(100)의 각 구성에 제어 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(191)는 컨트롤 패널(110)로부터 사용자 입력을 수신할 수 있으며, 사용자 입력을 처리할 수 있다.
프로세서(191)는, 사용자 입력에 응답하여, 드럼 모터(141), 급수 밸브(152), 배수 펌프(162) 및 도어 락(door lock)을 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는, 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정을 순차적으로 수행하도록, 드럼 모터(141), 급수 밸브(152), 배수 펌프(162) 및 도어 락(door lock)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(191)는, 사용자 입력에 응답한 세탁 설정 및 세탁 동작 정보를 표시하도록, 컨트롤 패널(110)을 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.
특히, 프로세서(191)는, 세탁기(100)의 탈수 행정 중에, 드럼 모터(141)를 고속으로 회전시키는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력할 수 있다. 프로세서(191)는, 세탁기(100)의 탈수 행정 중에, 구동 회로(200)로부터 드럼 모터(141)의 구동 전류(예를 들어, d축 전류 값, q축 전류 값, d축 전류 명령, q축 전류 명령 등)에 관한 정보를 수신하고, 드럼 모터(141)의 구동 전류에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제어하는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(191)는 세탁기(100)에 따라 미리 정해진 제1 기준 속도로 회전시키는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력하고, 드럼 모터(141)가 제1 기준 속도로 회전하는 동안 드럼 모터(141)의 구동 전류의 변화에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 증가시키는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력할 수 있다. 또한, 프로레서(191)는 세탁기(100)에 따라 미리 정해진 제2 기준 속도로 회전시키는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력하고, 드럼 모터(141)가 제1 기준 속도로 회전하는 동안 드럼 모터(141)의 구동 전류의 변화에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 감소시키는 모터 제어 신호를 구동 회로(200)에 출력할 수 있다.
프로세서(191)는 연산 회로와 기억 회로와 제어 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(191)는 하나의 칩을 포함하거나 또는 복수의 칩들을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(191)는 하나의 코어를 포함하거나 또는 복수의 코어들을 포함할 수 있다.
메모리(192)는 세탁 코스에 따라 세탁 동작을 제어하기 위한 프로그램과, 세탁 코스에 따른 세탁 설정을 포함하는 데이터를 기억/저장할 수 있다. 또한, 메모리(192)는 사용자 입력에 기초하여 현재 선택된 세탁 코스 및 세탁 설정을 기억/저장할 수 있다.
메모리(192)는 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory, D-RAM) 등의 휘발성 메모리와, 롬(Read Only Memory: ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(192)는 하나의 메모리 소자를 포함하거나 또는 복수의 메모리 소자들을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는, 탈수 행정 중에 드럼 모터(141)의 구동 전류(예를 들어, q축 전류 값, q축 전류 명령)의 변화에 기초하여, 드럼 모터(141)의 회전 속도를 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 세탁기의 동작의 일 예를 도시한다.
도 6을 참조하면, 세탁기(100)는 사용자 입력에 따라 세탁 행정(1010), 헹굼 행정(1020) 및 탈수 행정(1030)을 순차적으로 수행할 수 있다.
세탁 행정(1010)에 의하여, 세탁물은 세탁될 수 있다. 구체적으로, 세제의 화학적 작용 및/또는 낙하 등의 기계적 작용에 의하여 세탁물에 부착된 이물질이 분리될 수 있다.
세탁 행정(1010)은 세탁물의 양을 측정하는 세탁물 측정(1011)과, 터브(120)에 물을 공급하는 급수(1012)와, 드럼(130)을 저속으로 회전시킴으로써 세탁물을 세탁하는 세탁(1013)과, 터브(120)에 담긴 물을 배출하는 배수(1014)와, 드럼(130)을 고속으로 회전시킴으로써 세탁물로부터 물을 분리하는 중간 탈수(1015)를 포함할 수 있다.
세탁(1013)을 위하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 드럼(130)의 회전에 의하여 세탁물은 드럼(130)의 상측에서 하측으로 낙하하며, 낙하에 의하여 세탁물이 세탁될 수 있다.
중간 탈수(1015)를 위하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)를 고속으로 회전시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 드럼(130)의 고속 회전에 의하여, 드럼(130)에 담긴 세탁물로부터 물이 분리되고, 세탁기(100) 외부로 배출될 수 있다.
중간 탈수(1015) 중에 드럼(130)의 회전 속도는 단계적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 드럼 모터(141)를 제1 회전 속도로 회전시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있으며, 드럼 모터(141)가 제1 회전 속도로 회전하는 동안 드럼 모터(141)의 구동 전류의 변화에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제2 회전 속도로 증가하도록 구동 모터(200)를 제어할 수 있다. 드럼 모터(141)가 제1 회전 속도로 회전하는 동안 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 구동 전류의 변화에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 증가하도록 구동 모터(200)를 제어하거나 또는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제1 회전 속도로 감소하도록 구동 모터(200)를 제어할 수 있다.
헹굼 행정(1020)에 의하여, 세탁물은 헹궈질 수 있다. 구체적으로, 세탁물에 남겨진 세제 또는 이물질이 물에 의하여 씻겨질 수 있다.
헹굼 행정(1020)은 터브(120)에 물을 공급하는 급수(1021)와, 드럼(130)을 구동하여 세탁물을 헹구는 헹굼(1022)과, 터브(120)에 담긴 물을 배출하는 배수(1023)와, 드럼(130)을 구동하여 세탁물로부터 물을 분리하는 중간 탈수(1024)를 포함할 수 있다.
헹굼 행정(1020)의 급수(1021), 배수(1023) 및 중간 탈수(1024)는 각각 세탁 행정(1010)의 급수(1012), 배수(1014) 및 중간 탈수(1015)와 동일할 수 있다. 헹굼 행정(1020) 중에 급수(1021), 헹굼(1022), 배수(1023) 및 중간 탈수(1024)는 한 차례 또는 여러 차례 수행될 수 있다.
탈수 행정(1030)에 의하여, 세탁물이 탈수될 수 있다. 구체적으로, 드럼(130)의 고속 회전에 의하여 물이 세탁물로부터 분리되고, 분리된 물은 세탁기(100)의 외부로 배출될 수 있다.
탈수 행정(1030)은 드럼(130)을 고속 회전시킴으로써, 세탁물로부터 물을 분리하는 최종 탈수(1031)를 포함할 수 있다. 최종 탈수(1031)로 인하여 헹굼 행정(1020)의 마지막 중간 탈수(1024)는 생략될 수 있다.
최종 탈수(1031)를 위하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)을 고속으로 회전시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 드럼(130)의 고속 회전에 의하여, 드럼(130)에 담긴 세탁물로부터 물이 분리되고, 세탁기(100) 외부로 배출될 수 있다.또한, 드럼 모터(141)의 회전 속도는 단계적으로 증가할 수 있다.
최종 탈수(1031)에 의하여 세탁기(100)의 동작이 종료되므로, 최종 탈수(1031)의 수행 시간은 중간 탈수(1015, 1024)의 수행 시간보다 길 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 세탁물을 세탁하기 위하여 세탁 행정(1010), 헹굼 행정(1020) 및 탈수 행정(1030)을 수행할 수 있다. 특히, 중간 탈수(1015, 1024) 및 최종 탈수(1031) 중에, 세탁기(100)는, 드럼(130)을 회전시키는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 단계적으로 증가시킬 수 있으며 드럼 모터(141)의 구동 전류의 변화에 기초하여 드럼 모터(141)의 회전 속도를 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중의 드럼의 회전 속도를 도시한다. 도 9는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도에 의존하는 드럼 모터의 구동 전류의 변동을 도시한다. 도 10은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼이 제1 회전 속도로 회전하는 중의 세탁물의 움직임을 도시한다. 도 11은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류의 절대값을 도시한다. 도 12는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류를 도시한다. 도 13은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도의 변화를 도시한다. 도 14는 종래 기술에 의한 세탁기의 구동 전류의 변동과 일 실시예에 의한 세탁기의 구동 전류의 변동을 도시한다.
도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13 및 도 14와 함께, 세탁기(100)의 탈수 동작(1100)이 설명된다.
탈수 동작(1100)은 앞서 도 6과 함께 설명된, 중간 탈수(1015, 1024) 및 최종 탈수(1031)를 포함할 수 있다.
세탁기(100)는 탈수를 시작한다(1110).
예를 들어, 제어부(190)는 세탁(1013) 또는 헹굼(1022) 이후 터브(120)에 담김 물을 배출하도록 배수 펌프(162)를 제어할 수 있다. 제어부(190)는 수위 센서의 출력에 기초하여 터브(120)에 담긴 물 모두가 배출되었는지를 판단할 수 있으며, 터브(120)에 담긴 물 모두가 배출된 것에 응답하여 탈수를 시작할 수 있다.
제어부(190)는 드럼(130)에 담긴 세탁물을 탈수하기 위하여 드럼 모터(141)를 회전시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)까지 증가시킨다(1120).
드럼(130) 내에서 세탁물의 언밸런스를 감소시키기 위하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)까지 증가하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달한 것에 응답하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)로 유지하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
제어부(190)의 제어에 따라, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 도 8에 도시된 바와 같이 증가할 수 있다. 또한, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 시각 T1에 제1 회전 속도(V1)에 도달할 수 있으며, 이후 제1 회전 속도(V1)를 유지할 수 있다.
제1 회전 속도(V1)는 드럼(130)이 회전하는 동안 드럼(130) 내부에서의 세탁물의 움직임에 기초하여 설정될 수 있다.
알려진 바와 같이, 드럼(130)의 회전 속도가 증가할수록, 드럼(130) 내부의 세탁물에 작용하는 원심력이 증가할 수 있다. 세탁물에 작용하는 원심력의 증가로 인하여, 세탁물은 중력을 극복하고 드럼(130)의 내벽을 따라 배치되며, 세탁물의 움직임이 저감될 수 있다. 다시 말해, 세탁물은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 드럼(130)의 내벽에 부착되어 드럼(130)의 내벽과 함께 회전할 수 있다.
또한, 드럼(130)의 회전 속도가 감소할수록, 드럼(130) 내부의 세탁물에 작용하는 원심력이 감소할 수 있다. 세탁물에 작용하는 원심력의 감소로 인하여, 세탁물에 작용하는 힘들 중에 중력의 비중이 증가할 수 있다. 그로 인하여, 세탁물은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 드럼(130)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 세탁물은 드럼(130)의 회전에 의하여 드럼(130)의 하부 내면을 따라 구를 수 있다.
이처럼, 드럼(130)이 고속으로 회전하면 세탁물은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전할 수 있다. 또한 드럼(130)이 저속으로 회전하면 세탁물은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 드럼(130)의 하부에서 드럼(130)의 내면을 따라 구를 수 있다.
만일, 드럼(130)이 "적절한" 회전 속도로 회전하면, 세탁물은 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전하는 것과 드럼(130)의 하부에서 드럼(130)의 내면을 따라 구르는 것을 교대로 행할 수 있다. 다시 말해, 드럼(130)이 "적절한" 회전 속도로 회전하면, 어느 주기 동안 세탁물은 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전하고, 다음 주기 동안 세탁물은 드럼(130)의 하부에서 드럼(130)의 내면을 따라 구를 수 있다.
이러한 "적절한" 회전 속도는 드럼(130) 내부에서의 세탁물의 움직임으로부터 판단될 수 있을 뿐만 아니라, 드럼(130)을 회전시키는 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류의 변동으로부터 판단될 수 있다.
예를 들어, 드럼(130)이 저속으로 회전하는 동안, 드럼(130)의 하부에서 구를 수 있다. 세탁물이 드럼(130)의 하부에서 구름으로 인하여, 드럼(130)에 진동이 발생하며, 드럼(130)의 진동으로 드럼(130) 및 드럼 모터(141)의 회전 속도가 변동할 수 있다.
드럼 모터(141)의 회전 속도가 변동하는 동안, 구동 회로(200)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제어부(190)의 회전 속도 명령(ω*)을 추종하도록, 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류를 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 구동 회로(200)는 드럼 모터(141)의 토크와 관련된 q축 전류를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 감지된 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제어부(190)의 회전 속도 명령(ω*) 미만이 되면 구동 회로(200)는 드럼 모터(141)에 공급되는 q축 전류 명령(Iq*)을 증가시키고, 감지된 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제어부(190)의 회전 속도 명령(ω*)를 초과하면 드럼 모터(141)에 공급되는 q축 전류 명령(Iq*)을 감소시킬 수 있다.
이처럼, 드럼(130) 및 드럼 모터(141)의 회전 속도의 변동폭이 증가할수록 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동폭이 증가하며, 또한 드럼(130) 및 드럼 모터(141)의 회전 속도의 변동폭이 감소할수록 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동폭이 감소할 수 있다.
드럼 모터(141)가 고속으로 회전하는 경우, 세탁물은 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전할 수 있다. 세탁물이 드럼(130)과 함께 회전함으로 인하여, 드럼(130)의 진동이 작으며 또한 드럼 모터(141)의 부하의 변동이 비교적 작다. 드럼 모터(141)의 부하의 변동이 작음으로 인하여, 구동 회로(200)에서 드럼 모터(141)에 공급하는 구동 전류 다시 말해 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 비교적 작을 수 있다.
구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동을 도시한 도 10을 참조하면, 드럼 모터(141)가 예를 들어 대략 65rpm (revolution per minute)으로 회전하는 동안, 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은 매우 작은 수준으로 유지되는 것이 확인된다.
드럼 모터(141)가 저속으로 회전하는 경우, 세탁물은 드럼(130)의 하부에서 드럼(130)의 내벽을 따라 구를 수 있다. 세탁물이 드럼(130)의 하부에서 구름으로 인하여, 드럼(130)에 어느 정도 진동이 발생하며 또한 드럼 모터(141)의 부하의 변동이 발생할 수 있다. 드럼 모터(141)의 부하의 변동으로 인하여, 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은 드럼 모터(141)가 고속으로 회전하는 경우의 q축 전류 명령(Iq*) 보다 커질 수 있다.
도 10을 참조하면, 드럼 모터(141)가 예를 들어 대략 30rpm으로 회전하는 동안 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은 드럼 모터(141)가 대략 65rpm으로 회전하는 동안의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동보다 크다.
또한, 드럼 모터(141)가 예를 들어 대략 35rpm으로 회전하는 동안 축 전류 명령(Iq*)의 변동은 드럼 모터(141)가 대략 30rpm으로 회전하는 동안의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동보다 크다. 이처럼, 드럼 모터(141)의 저속 회전 구간에서는 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가할수록 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 증가할 수 있다.
이는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가할수록 드럼(130)의 하부에서 세탁물의 움직임이 증가하기 때문이다. 구체적으로, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가하면 세탁물에 작용하는 원심력이 증가하며, 원심력의 증가로 인하여 세탁물은 드럼(130)의 내벽과 함께 상승하고 이후 중력으로 인하여 드럼(130)의 하부로 낙하할 수 있다. 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가할수록 세탁물이 드럼(130)의 내벽과 함께 상승하는 높이 높아지며, 그로 인하여 세탁물이 낙하는 충격이 증가할 수 있다. 또한, 드럼 모터(141)의 부하의 변동을 증가시키며, 그로 인하여 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 증가할 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면 드럼 모터(141)가 대략 50rpm으로 회전하는 동안의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동과 비교하여, 드럼 모터(141)의 대략 55rpm으로 회전하는 동안의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은 급격하게 증가하는 것이 확인된다.
앞서 설명된 바와 같이, 드럼(130)이 "적절한" 회전 속도로 회전하면, 세탁물은 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전하는 것과 드럼(130)의 하부에서 드럼(130)의 내면을 따라 구르는 것을 교대로 행할 수 있다.
드럼(130)이 "적절한" 회전 속도로 회전하면, 세탁물은 드럼(130)의 하부에서 드럼(130) 내벽과 함께 드럼(130)의 상부까지 상승한 이후 중력으로 인하여 드럼(130)의 하부로 낙하할 수 있다. 그로 인하여, 드럼 모터(141)의 부하의 변동을 증가시키며, 그로 인하여 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 증가할 수 있다.
나아가, 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 증가함으로 인하여, 드럼(130)의 회전 속도가 변동할 수 있다. 다시 말해, 드럼(130)의 회전 속도는 "적절한" 회전 속도를 일정한 범위 내에서 중심으로 변동할 수 있다.
일정한 범위 내에서 드럼(130)의 회전 속도가 최대가 되면, 세탁물은 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전할 수 있다. 회전 속도의 증가로 인하여, 구동 회로(200)는 q축 전류 명령(Iq*)을 감소시키고, 그로 인하여 드럼(130)의 회전 속도가 일정한 범위 내에서 저감될 수 있다.
일정한 범위 내에서 드럼(130)의 회전 속도가 최소가 되면, 세탁물의 일부는 드럼(130)의 상부에서 드럼(130)의 하부로 낙할 수 있다. 또한, 세탁불의 일부는 드럼(130)의 하부에서 구를 수 있다. 회전 속도의 저감으로 인하여, 구동 회로(200)는 q축 전류 명령(Iq*)을 증가시키고, 그로 인하여 드럼(130)의 회전 속도가 일정한 범위 내에서 증가할 수 있다.
이처럼, 드럼(130)이 "적절한" 회전 속도를 추정하며 회전하면, 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 최대가 된다.
도 10에 도시된 "적절한" 예시에 의하면, 이러한 "적절한" 회전 속도는 동작 1120의 제1 회전 속도(V1)이며 또한 대략 55rpm일 수 있다. 다만 55rpm은 예시에 불과할 뿐이며, 드럼(130)의 크기 및 무게, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 양, 드럼 모터(141)의 종류 등에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, "적절한" 회전 속도인 제1 회전 속도(V1)는 대략 50rpm 내지 60rpm 사이의 특정 값일 수 있다.
이처럼, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 구동 회로(200)에서 드럼 모터(141)에 공급하는 구동 전류의 변동 다시 말해 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동이 최대가 될 수 있다.
드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안의 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)보다 작은 회전 속도를 추종하는 동안의 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동보다 크다. 또한, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안의 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동은, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)보다 큰 회전 속도를 추종하는 동안의 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*)의 변동보다 크다.
제1 회전 속도(V1)는 미리 정해진 회전 속도일 수 있으며, 대략 50rpm 내지 60rpm 사이의 값일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 회전 속도(V1)는 대략 55rpm일 수 있다.
세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링한다(1130).
드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)로부터 드럼 모터(141)의 구동 전류에 관한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 드럼 모터(141)의 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 다시 말해, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도를 추종하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 포함하는 제1 전류를 획득할 수 있다.
제어부(190)는 제1 전류를 필터링할 수 있다. 제어부(190)는, 제1 전류(예를 들어 q축 전류 명령 또는 q축 전류 값)의 변동을 판단하기 위하여, 제1 전류를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 제1 전류의 고주파수 성분을 제거하고, 고주파수 성분이 제거된 제1 전류의 직류 성분을 제거하고, 고주파수 성분과 직류 성분이 제거된 제1 전류의 절대값을 획득하고, 고주파수 성분과 직류 성분이 제거된 제1 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득할 수 있다.
제어부(190)는, 제1 전류의 고주파수 성분을 제거하기 위하여, 제1 전류의 포락선(envelope)을 획득할 수 있다. 제어부(190)는, 제1 전류의 포락선을 검출하기 위하여, 제1 전류에 대하여 포락선 검출(envelope detection)을 수행할 수 있다. 제어부(190)는, 제1 전류의 직류 성분을 제거하기 위하여, 제1 전류에 대하여 고역 통과 필터링(High pass filtering)을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(190)는, 제1 전류의 절대값을 획득하기 위하여, 제1 전류에 대하여 전파 정류를 수행할 수 있다.
제1 전류의 포락선의 직류 성분이 제거된 전류의 절대값은 도 11에 도시된 바와 같이 제1 전류의 변동(이하에서는 "제1 전류 변동"이라 한다)을 나타낼 수 있다.
제어부(190)는, 제1 전류 변동의 폭(이하에서는 "제1 전류 변동폭"이라 한다)을 판단하기 위하여, 고주파수 성분과 직류 성분이 제거된 제1 전류의 절대값을 추가로 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는, 제1 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하기 위하여, 제1 전류의 절대값에 대하여 저역 통과 필터링(Low pass filtering)을 수행할 수 있다.
필터링된 제1 전류는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 전류 변동을 나타낼 수 있다.
이처럼, 제어부(190)는, 제1 전류에 대하여 필터링을 수행함으로써, 제1 전류 변동폭을 획득할 수 있다.
그러나, 제1 전류에 대한 필터링은 이에 한정되지 아니하며, 제1 전류 변동폭을 검출하기 위한 다양한 신호 처리 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1 전류에 대한 필터링은 제1 전류의 포락선을 획득하고, 제1 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제1 전류의 포락선의 절대값을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전류에 대한 필터링은 제1 전류의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제1 전류의 절대값을 획득하고, 직류 성분이 제거된 제1 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전류에 대한 필터링은 제1 전류의 고주파수 성분과 직류 성분을 제거하고, 고주파수 성분과 직류 성분을 제거된 제1 전류의 절대값을 획득하고, 제1 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
세탁기(100)는 제1 전류 변동폭의 기울기(또는 변화율)가 음의 값을 가지는 기준 기울기(또는 기준 변화율) 이하인지를 판단한다(1140).제1 전류 변동폭의 기울기는 미리 정해진 시간 동안 획득된 제1 전류 변동폭의 변화를 나타낼 수 있다.
제어부(190)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 구동 회로(200)로부터 제1 전류를 획득할 수 있으며, 제1 전류에 대하여 필터링을 수행할 수 있다.
제어부(190)는, 제1 전류 변동폭의 기울기(또는 변화율)을 판단할 수 있다. 제어부(190)는 제1 전류 변동폭을 미리 정해진 시간마다 샘플링할 수 있다. 제어부(190)는 샘필링된 제1 전류 변동폭 사이의 차이에 기초하여 필터링된 제1 전류의 변동폭의 변화율을 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 시각 T7a에서 제1 전류 변동폭 I1이 획득되고, 시각 T7b에서 제1 전류 변동폭 I2가 획득될 수 있다. 제어부(190)는 다음의 수학식 3을 이용하여 제1 전류 변동폭의 기울기 S를 획득할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, S는 제1 전류 변동폭의 기울기를 나타낸다.
제1 전류 변동폭이 증가하는 동안 제1 전류 변동폭의 기울기는 양의 값을 나타내고, 제1 전류 변동폭이 감소하는 동안 제1 전류 변동폭의 기울기는 음의 값을 나타낼 수 있다.
따라서, 제어부(190)는, 제1 전류 변동폭의 기울기가 양(+)의 값이면, 제1 전류의 변동이 증가하는 것을 판단할 수 있다. 제1 전류의 변동이 증가하는 것은, 드럼(130)의 진동 폭이 증가하고 드럼 모터(141)의 부하의 변동폭이 증가하는 것을 나타낼 수 있다. 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전하던 세탁물이 드럼(130)의 내벽으로부터 이탈되어 드럼(130)의 상부에서 드럼(130)의 하부로 낙하하면, 드럼(130)의 진동 폭이 증가하고 드럼 모터(141)의 부하의 변동폭이 증가할 수 있다. 이처럼, 제1 전류의 변동이 증가하는 것은 드럼(130) 내부에서 세탁물의 움직임이 증가하는 것을 의미할 수 있다.
드럼(130) 내부에서 세탁물의 움직임이 증가하면, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 세탁물이 드럼(130)의 내벽에서 이탈되어 드럼(130)의 하부로 모일 수 있다. 세탁물이 드럼(130)의 하부에 모이는 중에 드럼(130)의 회전 속도가 상승되면, 드럼(130) 내부에서 세탁물이 불균일하게 배치되고, 드럼(130) 내부에 세탁물의 언밸런스가 커질 수 있다.
반면, 제어부(190)는, 제1 전류 변동폭의 기울기가 음(-)의 값이면, 제1 전류의 변동이 감소하는 것을 판단할 수 있다. 제1 전류의 변동이 감소하는 것은, 드럼(130)의 진동 폭이 감소하고 드럼 모터(141)의 부하의 변동폭이 감소하는 것을 나타낼 수 있다. 드럼(130)의 상부에서 드럼(130)의 하부로 낙하하던 세탁물이 드럼(130)의 내벽에 부착되어 드럼(130)과 함께 회전하면, 드럼(130)의 진동 폭이 감소하고 드럼 모터(141)의 부하의 변동폭이 감소할 수 있다. 이처럼, 제1 전류의 변동이 감소하는 것은 드럼(130) 내부에서 세탁물의 움직임이 감소하는 것을 의미할 수 있다.
드럼(130) 내부에서 세탁물의 움직임이 감소하면 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 세탁물이 드럼(130)의 내벽에 부착되어 드럼(130)과 함께 회전하기 시작할 수 있다. 세탁물이 드럼(130)의 내벽에 부착되는 중에 드럼(130)의 회전 속도가 상승되면, 드럼(130) 내부에서 세탁물이 비교적 균일하게 배치되고, 드럼(130) 내부에 언밸런스가 작아질 수 있다.
제어부(190)는, 드럼(130) 내부에서 세탁물의 언밸런스를 감소시키기 위하여, 제1 전류 변동폭의 기울기가 음(-)의 값인지 여부를 판단할 수 있다.
특히, 제어부(190)는 제1 전류 변동폭의 기울기(또는 변화율)를 기준 기울기(또는 변화율)과 비교하고, 필터링된 제1 전류 변동폭의 기울기(또는 변화율)가 기준 기울기(또는 변화율) 이하인지를 판단할 수 있다.
기준 기울기(또는 기준 변화율)은 음(-)의 값을 나타낼 수 있다. 또한, 기준 기울기는 제1 전류 변동폭이 감소하는 것을 나타내는 지표로써, 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다.
제1 전류 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기 이하가 아니면(1140의 아니요), 세탁기(100)는 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링하고, 필터링된 제1 전류 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기 이하인지를 판단하는 것을 반복할 수 있다.
제1 전류 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기 이하이면(1140의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제2 회전 속도(V2)까지 증가시킨다(1150).
제1 전류 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기 이하이면, 드럼(130) 내에서 세탁물의 언밸런스가 허용 가능한 범위 이내인 것이 판단될 수 있다.
제어부(190)는, 드럼(130) 내에서 세탁물의 언밸런스로 인한 드럼(130) 및 터브(120)의 진동이 허용 가능한 범위 이내인지 여부를 판단하기 위하여, 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제2 회전 속도(V2)까지 증가하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 필터링된 제1 전류의 기울기가 기준 기울기 이하가 되는 시각 T7에서 드럼(130)의 회전 속도가 증가할 수 있다.
드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)에 도달한 것에 응답하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제2 회전 속도(V2)로 유지하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
제어부(190)의 제어에 따라, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 도 8에 도시된 바와 같이 증가할 수 있다. 또한, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 시각 T2에 제1 회전 속도(V1)로부터 증가할 수 있으며, 시각 T3에서 제2 회전 속도(V2)에 도달할 수 있다. 이후 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 제2 회전 속도(V2)를 유지할 수 있다.
제2 회전 속도(V2)는 드럼(130) 내부의 세탁물의 언밸런스를 판단하기 위하여 설정될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 드럼(130)의 회전 속도가 특정 속도(예를 들어, 65rpm) 이상이면, 세탁물에 작용하는 원심력으로 인하여 세탁물은 드럼(130)의 내벽을 따라 배치될 수 있다.
만일 세탁물이 드럼(130)의 내벽을 따라 균일하게 배치되면, 드럼(130)의 무게 중심축이 드럼 모터(141)의 샤프트(141a)의 연장선과 일치할 수 있다. 그로 인하여, 드럼(130)의 회전 중에 드럼(130)의 진동이 최소화되며, 드럼(130)의 진동으로 인한 터브(120)의 진동 역시 최소화될 수 있다.
이와 비교하여, 세탁물이 드럼(130)의 내벽을 따라 불균일하게 배치되면, 드럼(130)의 무게 중심축이 드럼 모터(141)의 샤프트(141a)의 연장선으로부터 이탈될 수 있다. 그로 인하여, 드럼(130)의 회전 중에 드럼(130)이 편심 회전할 수 있으며, 드럼(130)이 진동할 수 있다. 드럼(130)의 진동으로 인하여, 터브(120) 역시 진동할 수 있다.
특히, 드럼(130)이 1000rpm 이상의 고속으로 회전하는 경우, 세탁물의 약간의 언밸런스에 의하여도 드럼(130)과 터브(120)는 크게 진동할 수 있다. 특히, 드럼(130)과 터브(120)의 진동으로 인하여 소음이 발생할 수 있으나, 나아가 터브(120)가 캐비닛(101)과 충돌할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 제어부(190)는 제2 회전 속도(V2)에서 세탁물의 언밸런스를 판단할 수 있다. 제2 회전 속도(V2)는, 드럼(130)이 1000rpm 이상의 고속으로 회전할 때 세탁물의 언밸런스로 인한 드럼(130)과 터브(120)의 진동을 판단하기 위하여, 세탁물이 드럼(130)의 내벽에 부착된 채로 드럼(130)과 함께 회전할 수 있는 회전 속도로 설정될 수 있다. 또한, 제2 회전 속도(V2)는, 세탁물의 언밸런스가 발생되더라도 드럼(130)의 진동으로 인하여 터브(120)가 캐비닛과 충돌하지 아니할 수 있는, 회전 속도로 설정될 수 있다.
예를 들어, 제2 회전 속도(V2)는 대략 100rpm으로 설정될 수 있다. 다만 100rpm은 예시에 불과할 뿐이며, 드럼(130)의 크기 및 무게, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 양, 드럼 모터(141)의 종류 등에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 회전 속도(V2)는 75rpm 내지 150rpm 사이의 특정 값일 수 있다.
세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제2 전류를 검출하고, 검출된 제2 전류를 필터링한다(1160).
드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)로부터 드럼 모터(141)의 구동 전류에 관한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 드럼 모터(141)의 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 다시 말해, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도를 추종하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 전류를 획득할 수 있다.
제어부(190)는 제2 전류를 필터링할 수 있다. 제어부(190)는, 제2 전류(예를 들어 q축 전류 명령 또는 q축 전류 값)의 변동을 판단하기 위하여, 제2 전류를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 제2 전류의 포락선을 획득하고, 는 제2 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득할 수 있다.
필터링된 제2 전류는 제2 전류의 변동폭(이하 "제2 전류 변동폭"이라 한다)을 나타낼 수 있다. 이처럼, 제어부(190)는, 제2 전류에 대하여 필터링을 수행함으로써 제2 전류 변동을 획득할 수 있다.
그러나, 제2 전류에 대한 필터링은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 전류에 대한 필터링은 제2 전류의 포락선을 획득하고, 제2 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 절대값을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 제2 전류에 대한 필터링은 제2 전류의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 절대값을 획득하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전류에 대한 필터링은 제2 전류의 고주파수 성분과 직류 성분을 제거하고, 고주파수 성분과 직류 성분을 제거된 제2 전류의 절대값을 획득하고, 제2 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
세탁기(100)는 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단한다(1170).
제어부(190)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 구동 회로(200)로부터 제2 전류를 획득할 수 있으며, 제2 전류에 대하여 필터링을 수행할 수 있다.
제어부(190)는, 제2 전류 변동폭을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 필터링된 제2 전류의 크기의 변화에 기초하여 제2 전류 변동폭을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(190)는, 제2 전류 변동폭을 미리 정해진 기준 변동폭과 비교하고, 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지를 판단할 수 있다.
기준 변동폭은 제2 전류의 변동을 나타내는 지표로써, 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 특히, 기준 변동폭은, 제2 회전 속도(V2)에서의 드럼(130) 및 터브(120)의 진동 뿐만 아니라 탈수를 위한 제3 회전 속도(V3)에서의 드럼(130) 및 터브(120)의 진동을 고려하여, 설정될 수 있다.
제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하가 아니면(1170의 아니요), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)로 감소시킨다(1175).
드럼(130)의 회전 속도를 증가시키는 중에 제2 전류의 변동폭이 기준 변동폭을 초과하면, 드럼(130) 내부에 수용된 세탁물의 언밸런스가 판단될 수 있다. 또한, 세탁물의 탈수를 위한 드럼(130)이 고속 회전할 때 드럼(130) 및 터브(120)의 진동이 허용 가능한 범위를 넘어설 것이 판단될 수 있다.
따라서, 제어부(190)는, 드럼(130) 내부의 세탁물을 재배치시키기 위하여, 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)까지 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 드럼(130)의 회전 속도는 시각 T8에서 제2 회전 속도(V2)로부터 감소하고, 시각 T9에서 제1 회전 속도(V1)에 도달할 수 있다.
제어부(190)는 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링할 수 있다. 제1 전류 변동폭의 기울기가 기준 기울기 이하인 것에 응답하여, 제어부(190)는 다시 드럼(130)의 회전 속도를 제2 회전 속도(V2)까지 증가시킬 수 있다. 이후, 제어부(190)는 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 제2 전류를 검출하고, 검출된 제2 전류를 필터링할 수 있다. 제어부(190)는 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지 여부를 다시 판단할 수 있다.
제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하이면(1170의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제3 회전 속도(V3)로 증가시킨다(1180).
제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하이면, 드럼(130)의 고속 회전에서도 드럼(130) 및 터브(120)의 진동이 허용 가능한 범위 이내인 것이 판단될 수 있다.
제어부(190)는, 세탁물의 물을 분리하기 위하여, 드럼 모터(141)의 회전 속도를 제3 회전 속도(V3)까지 증가하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다. 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제3 회전 속도(V3)에 도달한 것에 응답하여, 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도를 미리 정해진 시간 동안 제3 회전 속도(V3)로 유지하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
제어부(190)의 제어에 따라, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 도 8에 도시된 바와 같이 증가할 수 있다. 또한, 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 시각 T4에 제2 회전 속도(V2)로부터 증가할 수 있으며, 시각 T5에서 제3 회전 속도(V3)에 도달할 수 있다. 이후 드럼 모터(141) 및 드럼(130)의 회전 속도는 제3 회전 속도(V3)를 유지할 수 있다.
제3 회전 속도(V3)는 드럼(130) 내부의 세탁물을 탈수하기 위하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 세탁물을 탈수하기 위하여 드럼(130)은 1000rpm 이상의 회전 속도로 회전할 수 있다. 다만 1000rpm은 예시에 불과할 뿐이며, 드럼(130)의 크기 및 무게, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 양, 드럼 모터(141)의 종류 등에 따라 변경될 수 있다. 제3 회전 속도(V3)는 1000rpm을 초과하는 회전 속도로 설정될 수 있다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 감소시키고 드럼(130)의 회전을 정지시킨다(1190).
제어부(190)는, 탈수를 위하여 사용자에 의하여 설정된 시간이 경과한 이후 탈수 동작을 종료하기 위하여, 드럼(130)의 회전 속도를 감소시켜 드럼(130)의 회전을 정지시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
세탁 행정(1010)의 중간 탈수(1015)가 종료된 것이면 제어부(190)는 헹굼 행정(1020)을 개시할 수 있으며, 헹굼 행정(1020)의 중간 탈수(1024)가 종료된 것이면 제어부(190)는 또 다른 헹굼 행정(1020)을 개시할 수 있다. 탈수 행정(1030)의 최종 탈수(1031)이 종료된 것이면 제어부(190)는 세탁기(100)의 동작을 종료할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 탈수 중에 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)을 추종하는 동안 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 변화(기울기)에 기초하여, 드럼(130)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류의 변동폭에 기초하여, 드럼(130)의 회전 속도를 감소시키거나 또는 증가시킬 수 있다.
이처럼, 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)을 추종하는 동안 드럼(130) 내의 세탁물을 드럼(130)의 내벽에 균일하게 배치시키고, 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)을 추종하는 동안 드럼(130) 내의 세탁물의 언밸런스를 판단할 수 있다.
드럼(130) 내의 세탁물을 드럼(130)의 내벽에 균일하게 배치시킴으로써, 드럼(130) 내의 세탁물의 언밸런스로 인한 드럼(130) 및 터브(120)의 진동을 저감시킬 수 있다.
종래 기술에 의한 세탁기의 드럼이 제2 회전 속도로 회전하는 동안 구동 전류의 변동과 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 드럼(130)이 제2 회전 속도로 회전하는 동안 구동 전류의 변동을 도시한 도 10을 참조하면, 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 구동 전류의 변동폭은 종래 기술에 의한 세탁기의 구동 전류의 변동폭과 비교하여 대략 45% 감소한 것이 확인된다. 다시 말해, 일 실시예에 의한 세탁기(100)의 드럼(130) 내부에 수용된 세탁물의 언밸런스가 종래 기술에 의한 세탁기의 드럼 내부에 수용된 세탁물의 언밸런스와 비교하여 감소한 것이 확인된다.
그로 인하여, 탈수 동작 중에 세탁물의 재배치를 위한 탈수 동작의 중단 횟수가 감소하고, 세탁기(100)의 전체 동작 시간이 감소할 수 있다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다. 도 17은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼 모터의 필터링된 구동 전류의 변동을 도시한다. 도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 드럼의 회전 속도의 변화를 도시한다.
도 15, 도 16, 도 17 및 도 18과 함께, 세탁기(100)의 탈수 동작(1200)이 설명된다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 증가시킨다(1210).
제어부(190)는, 세탁 행정(1010)의 배수(1014) 및/또는 헹굼 행정(1020)의 배수(1023)가 종료된 것이 식별되면, 드럼(130)을 회전시키고 그 회전 속도를 증가시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1) 이상인지를 판단한다(1215).
제1 회전 속도(V1)는 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)보다 낮은 회전 속도에서 제1 회전 속도(V1)로 증가하면, 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류의 변동이 급격하게 증가할 수 있다. 또한, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에서 높은 회전 속도로 증가하면, 드럼 모터(141)에 공급되는 구동 전류의 변동이 급격하게 감소할 수 있다.
예를 들어, 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달할 때까지 드럼 모터(141)의 회전 속도를 단계적으로 증가시키기 위한 회전 속도 명령(ω*)을 구동 회로(200)에 제공할 수 있다. 제어부(190)는 구동 회로(200)에 제공하는 회전 속도 명령(ω*)에 기초하여 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.
다른 예로, 제어부(190)는, 구동 회로(200)로부터 드럼 모터(141)의 회전 속도에 관한 정보를 획득하거나 또는 위치 센서(270)의 출력으로부터 드럼 모터(141)의 회전 속도를 판단할 수 있다. 제어부(190)는 드럼 모터(141)의 회전 속도와 제1 회전 속도(V1)의 비교에 기초하여 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다.
드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1) 이상이 아니면(1215의 아니오), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 증가시키는 것을 계속한다.
드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1) 이상이면(1215의 예), 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달한 이후 미리 정해진 제1 시간 동안 대기한다(1220).
드럼(130)의 회전 속도가 증가하는 동안 드럼(130) 내의 세탁물의 움직임은 증가하며, 또한 드럼(130)에 공급되는 구동 전류의 변동폭 역시 증가한다.
드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)에 도달하고 제1 회전 속도(V1)로 유지되면, 드럼(130) 내의 세탁물의 움직임이 잠시 감소하고 또한 드럼(130)에 공급되는 구동 전류의 변동폭 역시 감소할 수 있다.
이처럼, 세탁기(100)는, 드럼(130) 내의 세탁물의 배치로 인하여 구동 전류의 변동폭이 감소하는 것을 드럼(130)의 회전 가속도가 감소함으로 인하여 드럼(130) 내의 세탁물의 움직임이 감소하는 것과 구별하기 위하여, 제1 회전 속도(V1)에 도달한 이후(또는 탈수 동작을 개시한 이후) 미리 정해진 제1 시간 동안 대기할 수 있다.
세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고 필터링한다(1225).
동작 1225은 도 7과 함께 설명된 동작 1130과 동일할 수 있다.
예를 들어, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 포함하는 제1 전류를 획득할 수 있으며, 제1 전류를 필터링할 수 있다. 제어부(190)는 제1 전류의 포락선을 획득하고, 제1 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제1 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 제1 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득할 수 있다. 그러나, 제1 전류에 대한 필터링은 이에 한정되지 아니하며, 제1 전류의 변동폭을 검출하기 위한 다양한 신호 처리 기술이 이용될 수 있다.
세탁기(100)는 필터링된 제1 전류의 변동폭(이하에서 "제1 전류 변동폭"이라 한다)의 기울기가 기준 기울기 이하인지를 판단한다(1230).
동작 1230은 도 7과 함께 설명된 동작 1140과 동일할 수 있다.
예를 들어, 제어부(190)는 n번째로 샘플링된 제1 전류 변동폭과 (n+1)번째로 샘플링된 제1 전류 변동폭 사이의 차이에 기초하여 제1 전류 변동폭의 기울기를 판단할 수 있으며, 제1 전류 변동폭의 기울기와 음의 값을 가지는 기준 기울기 사이의 비교에 기초하여 제1 전류 변동폭의 기울기가 기준 기울기 이하인지를 판단할 수 있다.
제1 전류 변동폭의 기울기가 기준 기울기 이하가 아니면(1230의 아니요), 세탁기(100)는 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링하고, 제1 전류 변동폭의 기울기가 기준 기울기 이하인지 여부를 판단하는 것을 반복할 수 있다.
제1 전류의 기울기가 기준 기울기 이하이면(1230의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 증가시킨다(1235).
제어부(190)는, 제1 전류 기울기가 기준 기울기 이하인 것이 식별되면, 드럼(130)을 회전시키고 그 회전 속도를 증가시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제2 전류를 검출하고 필터링한다(1240).
동작 1240은 도 7과 함께 설명된 동작 1160과 동일할 수 있다.
예를 들어, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 증가하는 동안, 제어부(190)는 구동 회로(200)의 q축 전류 명령(Iq*) 또는 q축 전류 값(Iq) 중 적어도 하나를 포함하는 제2 전류를 획득할 수 있으며, 제2 전류를 필터링할 수 있다. 제2 전류를 필터링하는 것은, 제2 전류의 포락선을 획득하고, 제2 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제2 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 제2 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 제2 전류에 대한 필터링은 이에 한정되지 아니하며, 제2 전류의 변동폭을 검출하기 위한 다양한 신호 처리 기술이 이용될 수 있다.
세탁기(100)는 필터링된 제2 전류의 변동폭(이하에서는 "제2 전류 변동폭"이라 한다)이 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단한다(1245).
동작 1245는 도 7과 함께 설명된 동작 1170과 동일할 수 있다.
예를 들어, 제어부(190)는, 제2 전류 변동폭과 기준 변동폭 사이의 비교에 기초하여 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지를 판단할 수 있다.
제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하가 아니면(1245의 아니요), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)로 감소시킨다(1250).
드럼(130)의 회전 속도를 증가시키는 중에 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭을 초과하면, 드럼(130) 내부에 수용된 세탁물의 언밸런스가 판단될 수 있다. 따라서, 제어부(190)는, 드럼(130) 내부의 세탁물을 재배치시키기 위하여, 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)까지 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 시각 T10에서 드럼(130)의 회전 속도는 감소하고, 시각 T11에서 제1 회전 속도(V1)에 도달할 수 있다.
이후, 제어부(190)는 제1 전류를 검출하고 필터링하고, 제1 전류 변동폭의 기울기에 기초하여 드럼(130)의 회전 속도를 다시 증가시킬 수 있다.
제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하이면(1250의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2) 이상인지를 판단한다(1255).
제2 회전 속도(V2)는 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다. 제2 회전 속도(V2)는 드럼(130)을 고속으로 회전시키기 이전에 드럼(130) 내부의 세탁물의 언밸런스를 판단하기 위하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 회전 속도(V2)는 대략 100rpm으로 설정될 수 있다.
드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2) 이상이 아니면(1255의 아니오), 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도를 증가시키는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제2 전류를 검출하고, 검출된 제2 전류를 필터링하고, 제2 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단하는 것을 계속한다.
드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2) 이상이면(1255의 예), 세탁기(100)는 드럼 모터(141)에 공급되는 제3 전류를 검출하고 필터링한다(1260).
동작 1260은 동작 1240과 동일할 수 있다.
또한, 세탁기(100)는, 필터링된 제3 전류의 변동폭(이하에서 "제3 전류 변동폭"이라 한다)이 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단한다(1265).
동작 1265는 동작 1245와 동일할 수 있다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)에 도달한 이후 경과된 시간이 제2 시간 이상인지 여부를 판단한다(1270).
제어부(190)는 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)에 도달한 이후 경과된 시간을 카운트할 수 있으며, 카운트된 시간을 미리 정해진 제2 시간과 비교할 수 있다. 제어부(190)는, 카운트된 시간과 제2 시간 사이의 비교에 기초하여 카운트된 시간이 제2 시간 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
제2 시간은 드럼(130) 내부의 세탁물의 언밸런스를 판단하기 위한 시간으로, 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다.
드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)에 도달한 이후 경과된 시간이 제2 시간 이상이 아니면(1270의 아니오), 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제3 전류를 검출하고, 검출된 제3 전류를 필터링하고, 제3 전류 변동폭이 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단하는 것을 계속한다.
드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)에 도달한 이후 경과된 시간이 제2 시간 이상이면(1270의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제3 회전 속도(V3)로 증가시킨다(1275).
동작 1275는 도 7에 도시된 동작 1180과 동일할 수 있다.
세탁물의 탈수를 위하여, 제어부(190)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도를 증가하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있으며, 드럼 모터(141)의 회전 속도를 미리 정해진 시간 동안 제3 회전 속도(V3)로 유지하도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 감소시키고 드럼(130)의 회전을 정지시킨다(1280).
제어부(190)는, 탈수를 위하여 사용자에 의하여 설정된 시간이 경과한 이후 탈수 동작을 종료하기 위하여, 드럼(130)의 회전 속도를 감소시켜 드럼(130)의 회전을 정지시키도록 구동 회로(200)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 탈수 동작(1200)에 의하여, 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)을 추종하는 동안 드럼(130) 내의 세탁물을 드럼(130)의 내벽에 균일하게 배치시킬 수 있다. 또한, 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)까지 증가하고 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 드럼(130) 내의 세탁물의 언밸런스를 판단할 수 있다.
드럼(130) 내의 세탁물을 드럼(130)의 내벽에 균일하게 배치시킴으로써, 드럼(130) 내의 세탁물의 언밸런스로 인한 드럼(130) 및 터브(120)의 진동을 저감시킬 수 있으며 또한 세탁기(100)의 전체 동작 시간이 감소할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 동작의 일 예를 도시한다.
도 19와 함께, 세탁기(100)의 탈수 동작(1300)이 설명된다.
세탁기(100)는 탈수를 시작하고(1310), 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)까지 증가시킨다(1320).
동작 1310 및 동작 1320는 각각 도 7에 도시된 동작 1110 및 동작 1120과 동일할 수 있다.
세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링한다(1330).
제어부(190)는 제1 전류를 필터링할 수 있다. 제어부(190)는, 제1 전류(예를 들어 q축 전류 명령 또는 q축 전류 값)의 변동을 판단하기 위하여, 제1 전류를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 제1 전류의 포락선을 획득하고, 제1 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 직류 성분이 제거된 제1 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 제1 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득할 수 있다.
세탁기(100)는 필터링된 제1 전류의 변동폭(이하에서 "제1 전류 변동폭"이라 한다)이 제1 기준 변동폭 이하인지를 판단한다(1340).
제어부(190)는, 제1 전류 변동폭을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 필터링된 제1 전류의 크기에 기초하여 제1 전류 변동폭을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(190)는, 제1 전류 변동폭을 기준 변동폭과 비교하고, 제1 전류 변동폭이 제1 기준 변동폭 이하인지를 판단할 수 있다.
제1 기준 변동폭은 제1 전류의 변동을 나타내는 지표로써, 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다.
제1 전류 변동폭이 제1 기준 변동폭 이하가 아니면(1340의 아니요), 세탁기(100)는 드럼 모터(141)에 공급되는 제1 전류를 검출하고, 검출된 제1 전류를 필터링하고, 제1 전류 변동폭이 제1 기준 변동폭 이하인지를 판단하는 것을 반복할 수 있다.
제1 전류의 변동폭이 제1 기준 변동폭 이하이면(1340의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제2 회전 속도(V2)까지 증가시키고(1350), 세탁기(100)는, 드럼 모터(141)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)를 추종하는 동안, 드럼 모터(141)에 공급되는 제2 전류를 검출하고, 검출된 제2 전류를 필터링한다(1360).
동작 1350 및 동작 1360은 도 7과 함께 설명된 동작 1150 및 동작 1160과 동일할 수 있다.
세탁기(100)는 필터링된 제2 전류의 변동폭(이하에서 "제2 전류 변동폭"이라 한다)이 제2 기준 변동폭 이하인지 여부를 판단하고(1370), 제2 전류 변동폭이 제2 기준 변동폭 이하가 아니면(1370의 아니요) 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제1 회전 속도(V1)로 감소시킨다(1375).
동작 1370 및 동작 1375은 도 7과 함께 설명된 동작 1170 및 동작 1175와 동일할 수 있다.
제2 전류 변동폭이 제2 기준 변동폭 이하이면(1370의 예), 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도를 제3 회전 속도(V3)로 증가시키고(1180), 이후 드럼(130)의 회전 속도를 감소시키고 드럼(130)의 회전을 정지시킨다(1390).
동작 1380 및 동작 1390은 도 7과 함께 설명된 동작 1180 및 동작 1190와 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 탈수 동작(1200)에 의하여, 세탁기(100)는 드럼(130)의 회전 속도가 제1 회전 속도(V1)을 추종하는 동안 세탁물의 언밸런스를 판단하고, 또한 드럼(130)의 회전 속도가 제2 회전 속도(V2)을 추종하는 동안 세탁물의 언밸런스를 판단할 수 있다.
이처럼, 세탁물의 언밸런스를 복수 회 판단함으로써, 드럼(130) 내의 세탁물의 언밸런스로 인한 드럼(130) 및 터브(120)의 진동을 저감시킬 수 있으며 또한 세탁기(100)의 전체 동작 시간이 감소할 수 있다.
세탁기는 드럼; 상기 드럼과 연결된 드럼 모터; 상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및 상기 구동 회로와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 미리 정해진 시간마다 획득되는 구동 전류의 변동폭들 사이의 차이에 기초하여 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기를 획득할 수 있다. 상기 제1 회전 속도는 50rpm (revolution per minute) 에서 60rpm 사이의 값일 수 있다.
그에 의하여, 세탁기는 드럼이 제1 회전 속도로 회전하는 동안 세탁기를 드럼의 내벽을 따라 균일하게 재배할 수 있으며, 세탁물의 언밸런스를 감소시킬 수 있다. 나아가, 세탁기는 탈수 중에 드럼 및 터브의 진동을 감소시키고, 동작 시간을 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 전류의 변동폭의 변화에 기초하여 가변적인 시간 동안 상기 드럼 모터를 상기 1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기보다 작은 것에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다.
그에 의하여, 세탁기는 드럼이 제1 회전 속도로 회전하는 동안 세탁기를 드럼의 내벽을 따라 균일하게 재배되도록 세탁물의 움직임을 유도할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 구동 전류를 필터링하고, 상기 필터링된 구동 전류의 변화율이 기준 감소율보다 작은 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어할 수 있다.
그에 의하여, 세탁기는 필터링된 구동 전류의 변화율에 기초하여 세탁물의 움직임을 예측하고, 세탁기를 드럼의 내벽을 따라 균일하게 재배되도록 세탁물의 움직임을 유도할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 전류의 포락선을 획득하고, 상기 구동 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 상기 구동 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득함으로써, 상기 구동 전류를 필터링할 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 상기 구동 전류의 직류 성분을 제거하고, 상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 절대값을 획득하고, 상기 구동 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득함으로써, 상기 구동 전류를 필터링할 수 있다.
그에 의하여, 세탁기는 구동 전류의 변동폭의 감소율을 획득할 수 있으며, 구동 전류의 변동폭의 변화율에 기초하여 세탁물의 움직임을 예측할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭에 기초하여 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭에 기초하여 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감소시킬 수 있다.
그에 의하여, 세탁기는 제2 회전 속도에서 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭에 기초하여 세탁물의 언밸런스 여부를 판단할 수 있다. 세탁기는, 세탁물의 언밸런스가 판단된 것에 기초하여, 세탁물을 드럼 내벽에 재배치하기 위하여 드럼의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체'는가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로 , '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 세탁기 101: 캐비닛
101a: 투입구 102: 도어
103: 도어 스위치 104: 도어 락
110: 컨트롤 패널 120: 터브
121: 터브 프런트 파트 122: 터브 리어 파트
130: 드럼 131: 드럼 바디
131a: 통공 131b: 리프터
132: 드럼 프런트 파트 133: 드럼 리어 파트
140: 구동부 141: 드럼 모터
141a: 샤프트 142: 고정자
143: 회전자 150: 급수부
151: 급수 도관 152: 급수 밸브
160: 배수부 161: 배수 도관
162: 배수 펌프 170: 세제 공급부
171: 세제 함 172: 혼합 도관
190: 제어부 191: 프로세서
192: 메모리 200: 구동 회로
210: 정류 회로 220: 직류 링크 회로
230: 인버터 회로 240: 전류 센서
250: 구동 제어부 251: 속도 연산기
252: 입력 좌표 변환기 253: 속도 제어기
254: 전류 제어기 255: 출력 좌표 변환기
256: 펄스 폭 변조기 260: 게이트 드라이버
270: 위치 센서

Claims (20)

  1. 드럼;
    상기 드럼과 연결된 드럼 모터;
    상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및
    상기 구동 회로와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 미리 정해진 시간마다 획득되는 구동 전류의 변동폭들 사이의 차이에 기초하여 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기를 획득하는 세탁기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기보다 작은 것에 기초하여, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전 속도는 50rpm (revolution per minute) 에서 60rpm 사이의 값인 세탁기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 구동 전류를 필터링하고, 상기 필터링된 구동 전류의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기보다 작은 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 구동 전류의 포락선을 획득하고, 상기 구동 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고, 상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 포락선의 절대값을 획득하고, 상기 구동 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득함으로써, 상기 구동 전류를 필터링하는 세탁기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 구동 전류의 직류 성분을 제거하고, 상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 절대값을 획득하고, 상기 구동 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득함으로써, 상기 구동 전류를 필터링하는 세탁기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭이 기준 변동폭보다 큰 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감소시키는 세탁기.
  9. 드럼 및 상기 드럼과 연결된 드럼 모터를 포함하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,
    상기 드럼 모터가 제1 회전 속도로 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급하고;
    상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키는 동안 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류를 획득하고;
    상기 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 것은,
    상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 미리 정해진 시간마다 획득되는 구동 전류의 변동폭들 사이의 차이에 기초하여 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기를 획득하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 회전 속도는 50rpm (revolution per minute) 에서 60rpm 사이의 값인 세탁기의 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 것은,
    상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 구동 전류를 필터링하고;
    상기 필터링된 구동 전류의 기울기가 음의 값을 가지는 기준 기울기보다 작은 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구동 전류를 필터링하는 것은,
    상기 구동 전류의 포락선을 획득하고,
    상기 구동 전류의 포락선의 직류 성분을 제거하고,
    상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 포락선의 절대값을 획득하고,
    상기 구동 전류의 포락선의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 구동 전류를 필터링하는 것은,
    상기 구동 전류의 직류 성분을 제거하고,
    상기 직류 성분이 제거된 구동 전류의 절대값을 획득하고,
    상기 구동 전류의 절대값의 저주파수 성분을 획득하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 세탁기의 제어 방법은,
    상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하는 동안, 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기준 변동폭보다 큰 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감소시키는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  16. 드럼;
    상기 드럼과 연결된 드럼 모터;
    상기 드럼 모터가 회전하도록 상기 드럼 모터에 구동 전류를 공급할 수 있는 구동 회로; 및
    상기 구동 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 드럼 모터가 제1 회전 속도로 회전하도록 상기 구동 회로를 제어하고, 제2 회전 속도로 회전하도록 상기 구동 회로를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 상기 제2 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭이 기준 변동폭 이상인 것에 기초하여, 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 감속하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 상기 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 상기 드럼 모터에 공급되는 구동 전류의 변동폭의 기울기가 기준 기울기 이하인 것에 기초하여, 상기 드럼 모터를 상기 제2 회전 속도로 증가하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터를 제1 회전 속도로 회전시키도록 상기 구동 회로를 제어하는 동안 미리 정해진 시간마다 획득되는 구동 전류의 변동폭들 사이의 차이에 기초하여 상기 구동 전류의 변동폭의 기울기를 획득하는 세탁기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 드럼 모터의 회전 속도가 상기 제1 회전 속도에 도달한 이후 제1 시간 동안 대기하는 세탁기.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드럼 모터의 회전 속도가 상기 제1 회전 속도에 도달하고 제1 시간이 경과하면 상기 구동 전류를 필터링하고, 상기 필터링된 구동 전류의 기울기가 기준 기울기보다 작은 것에 기초하여 상기 드럼 모터를 제2 회전 속도로 가속하도록 상기 구동 회로를 제어하는 세탁기.
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