KR20220157668A

KR20220157668A - 세탁기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20220157668A
Application number: KR1020210065464A
Authority: KR
Inventors: 김강현; 박준현; 이승훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-29
Also published as: WO2022244962A1

Abstract

세탁기는, 드럼; 회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터; 상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및 상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 모터를 목표 속도로 회전시키고, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법 {WASHER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

개시된 발명은 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 부하를 측정할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.

일반적으로, 세탁기는 세탁을 위한 물을 수용하는 터브와 터브 내에서 회전 가능하게 설치되는 드럼을 포함할 수 있다. 또한, 세탁기는, 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. 세탁기는, 세탁 행정 및 헹굼 행정 중에 터브에 공급할 물의 양을 판단하기 위하여, 드럼에 수용된 세탁물의 무게 측 부하를 측정할 수 있다.

종래의 세탁기는 드럼에 일정한 토크를 제공하고, 일정한 토크에 응답한 드럼의 회전 속도의 변화에 기초하여 부하를 측정하였다. 그러나, 부하를 측정하는 중에 드럼의 회전 속도가 큰 폭으로 변화함으로 인하여, 부하가 정확하게 측정되지 못하였다. 뿐만 아니라, 드럼의 회전 속도의 변화로 인하여 부하를 측정하는 것이 부정확해 지는 것을 방지하기 위하여, 세탁기는 드럼의 낮은 회전 속도 구간에서 부하를 측정하였다.

이러한 문제를 극복하고자, 개시된 발명의 일 측면은, 드럼의 회전 속도의 변화를 최소화하면서 드럼에 수용된 세탁물의 무게(즉 부하)를 측정할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면은, 고속 회전 중에도 드럼에 수용된 세탁물의 무게(즉 부하)를 측정할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는, 드럼; 회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터; 상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및 상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 모터를 목표 속도로 회전시키고, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기의 제어 방법은, 회전축을 통하여 드럼과 연결된 모터를 목표 속도로 회전시키고; 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키고; 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하고; 상기 부하의 크기에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것을 포함할 수 있다.

개시된 발병의 일 측면에 의한 세탁기는, 드럼; 회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터; 상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및 상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 정현파 전류를 포함하는 구동 전류에 의하여 유발되는 상기 모터의 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 드럼의 회전 속도의 변화를 최소화하면서 드럼에 수용된 부하를 측정할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. 그에 의하여, 세탁기는 정확하게 부하를 측정할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 고속 회전 중에도 드럼에 수용된 부하를 측정할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. 그에 의하여, 세탁기는 탈수 행정 중에 부하 및 그 변화를 측정할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 간략히 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 세탁기의 다른 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시에에 의한 세탁기에 포함된 모터 드라이브의 일 예를 도시한다.
도 6은 일 실시에에 의한 세탁기에 포함된 모터 드라이브의 다른 일 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 세탁기의 부하를 측정하는 방법을 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 방법에 의하여 측정된 모터의 회전 속도, 모터의 구동 전류, 모터의 회전 가속도 및 모터의 부하를 도시한다.
도 9는 도 7에 도시된 방법에 의하여 정현파 파형이 중첩된 모터의 구동 전류를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 모터의 구동 전류의 스펙트럼을 도시한다.
도 11은 도 7에 도시된 방법에 의하여 정현파 파형이 중첩된 모터의 회전 가속도를 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 모터의 회전 가속도의 스펙트럼을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 세탁기가 세탁 및 헹굼을 위한 수위를 설정하는 방법을 도시한다.
도 14는 일 실시예에 의한 세탁기의 부하에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별하는 방법을 도시한다.
도 15는 도 14에 도시된 방법에 의한 회전 속도, 회전 가속도 및 구동 전류를 도시한다.
도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 세탁물의 수분율을 식별하는 방법을 도시한다.
도 17는 도 16에 도시된 방법에 의한 회전 속도, 회전 가속도 및 구동 전류를 도시한다.
도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 세탁물의 수분율을 식별하는 방법을 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 구성을 간략히 도시한다.

도 1을 참조하면, 세탁기(100)는 드럼(130), 프로세서(190), 모터 드라이브(200), 모터(140) 및 센서(180)를 포함할 수 있다.

드럼(130)은 세탁을 위한 세탁물을 수용할 수 있다. 드럼(130)은 모터(140)에 의하여 회전할 수 있다.

드럼(130)이 회전하는 동안 드럼(130)에 수용된 세탁물이 세탁될 수 있다. 예를 들어, 드럼(130)이 회전하는 동안 세탁물은 위에서 아래로 낙하하며, 낙하에 의한 기계적 충격(또는 마찰)에 의하여 세탁물이 세탁될 수 있다. 다른 예로, 드럼(130)이 회전하는 동안 세탁물은 드럼(130)에 함께 수용된 물과 충돌하며, 충돌에 의한 기계적 충격(또는 마찰)에 의하여 세탁물이 세탁될 수 있다.

뿐만 아니라, 드럼(130)의 회전에 의하여 세탁된 세탁물로부터 물이 분리될 수 있다. 다시 말해, 드럼(130)의 회전에 의하여 세탁물이 탈수될 수 있다. 예를 들어, 드럼(130)이 회전하는 동안 원심력에 의하여 물은 세탁물로부터 분리될 수 있으며, 분리된 물은 세탁기(100)의 외부로 배출될 수 있다.

프로세서(190)는 드럼(130)을 회전시키기 위한 목표 속도에 대응하는 전기적 신호(이하에서는 "목표 속도 명령"라 한다)를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 예를 들어 프로세서(190)는 세탁을 위한 드럼(130)의 회전 속도(각속도), 헹굼을 위한 드럼(130)의 회전 속도 및 탈수를 위한 드럼(130)의 회전 속도를 저장할 수 있다. 프로세서(190)는 세탁 동작의 진행(세탁, 헹굼, 또는 탈수)에 대응하는 목표 속도를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는 드럼(130)에 수용된 세탁물의 무게(즉 부하)를 측정하기 위한 목표 속도 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

부하를 측정하기 위한 목표 속도는 시간에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 목표 속도는 시간에 따라 변하지 않는 정해진 크기(magnitude)를 가지는 제1 목표 속도와 시간에 따라 변화하는 정현파 형태의 제2 목표 속도의 합으로 제공될 수 있다. 다시 말해, 부하를 측정하기 위한 목표 속도는 회전 방향의 변화없이 시간에 따라 회전 속도의 크기(magnitude)가 변화하는 정현파의 형태일 수 있다.

이처럼, 프로세서(190)는 일정한 값에 정현파가 중첩된 파형을 가지는 목표 속도 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 프로세서(190)로부터 목표 속도 명령을 수신할 수 있으며, 목표 속도 명령에 대응하는 구동 전류를 모터(140)에 제공할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 목표 속도와 모터(140)의 측정된 속도 사이의 차이에 기초하여 모터(140)에 제공하는 구동 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터 드라이브(200)는 센서(180)로부터 모터(140)의 회전에 관한 정보를 수신할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 센서(180)로부터 모터(140)의 회전축의 회전 변위를 수신할 수 있으며, 수신된 회전 변위에 기초하여 회전축의 회전 속도를 판단할 수 있다. 이때, 모터 드라이브(200)는 회전축의 회전 속도에 관한 정보를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 모터(140)의 측정된 속도가 목표 속도보다 작은 것에 응답하여 구동 전류를 증가시킬 수 있다. 또한, 모터 드라이브(200)는 모터(140)의 측정된 속도가 목표 속도보다 큰 것에 응답하여 구동 전류를 감소시킬 수 있다.

모터 드라이브(200)는 프로세서(190)로부터 부하를 측정하기 위한 목표 속도 명령을 수신할 수 있다.

모터 드라이브(200)는, 일정한 값에 정현파가 중첩된 파형을 가지는 목표 속도 명령에 응답하여, 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 시간에 따라 변화하는 목표 속도 명령을 수신한 모터 드라이브(200)는, 모터(140)의 회전 속도가 명령의 목표 속도를 추종하도록, 모터(140)에 시간에 따라 변화하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 또한, 모터 드라이브(200)는 구동 전류의 값을 나타내는 전기적 신호를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

모터(140)는 모터 드라이브(200)로부터 구동 전류를 공급받을 수 있으며, 모터 드라이브(200)로부터 공급된 구동 전류에 응답하여 드럼(130) 및 드럼(130)에 수용된 세탁물(부하)을 회전시킬 수 있다.

예를 들어, 모터(140)는 자기장을 형성하는 영구 자석과, 구동 전류에 응답하여 자기장을 형성하는 코일을 포함할 수 있다. 모터(140)는 영구 자석의 자기장과 코일의 코일 사이의 자기적 상호 작용을 이용하여 드럼(130)과 연결된 회전축를 회전시킬 수 있다. 다시 말해, 영구 자석의 자기장과 코일의 코일 사이의 자기적 상호 작용은 회전축에 토크를 제공할 수 있으며, 토크에 응답하여 회전축은 회전할 수 있다.

이때, 모터(140)는 모터 드라이브(200)로부터 일정한 값에 정현파가 중첩된 파형을 가지는 구동 전류를 공급받을 수 있다. 다시 말해, 모터(140)는 모터 드라이브(200)로부터 시간에 따라 변화하는 크기(magnitude)를 가지는 구동 전류를 공급받을 수 있다.

그에 의하여, 모터(140)의 회전축에는 시간에 따라 변화하는 토크가 인가될 수 있다. 시간에 따라 변화하는 토크로 인하여, 회전축과 드럼(130)의 회전 속도는 도 1에 도시된 바와 같이 시간에 따라 변화할 수 있다. 또한, 시간에 따라 변화하는 토크로 인하여, 회전 속도의 변화 즉 회전 가속도(각가속도) 역시 시간에 따라 변화할 수 있다.

이때, 회전 가속도의 변화 크기는 물리 법칙(뉴턴의 제1 운동 법칙)에 의하여 드럼(130)에 수용된 세탁물의 무게 즉 부하에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 부하가 클수록 회전 가속도의 변화 크기가 감소하며, 부하가 작을수록 가속도의 변화 크기가 증가할 수 있다.

센서(180)는 모터(140)의 회전축의 회전(예를 들어, 회전 변위, 회전 속도 또는 회전 방향 등)을 감지할 수 있으며, 감지된 회전축의 회전에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(190) 및 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서(180)는 회전축의 회전 변위 및 회전 방향을 감지할 수 있으며, 회전 변위 및 회전 방향을 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

프로세서(190)는 모터 드라이브(200)로부터 구동 전류 값과 회전축의 회전 속도 값을 수신할 수 있다. 프로세서(190)는 회전축의 회전 속도에 기초하여 회전축의 회전 가속도(회전축의 각가속도)를 판단할 수 있다.

구동 전류는 일정한 값에 정현파가 중첩된 파형일 수 있다. 또한, 회전 속도는 회전 방향의 변화가 없는 정현파의 형태일 수 있으며, 그로 인하여 회전축의 회전 가속도는 정현파의 형태일 수 있다.

프로세서(190)는, 모터(140)에 공급되는 정현파가 중첩된 구동 전류 값과 회전축의 정현파 형태의 회전 가속도에 기초하여, 드럼(130)에 수용된 부하의 크기(magnitude)를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 구동 전류의 진폭과 회전 가속도의 진폭 사이의 비율에 기초하여, 드럼(130)에 수용된 부하의 크기를 판단할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 프로세서(190)는, 모터(140)에 정현파를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있으며, 정현파를 포함하는 구동 전류에 의한 모터(140)의 회전 가속도를 식별할 수 있다. 프로세서(190)는, 모터(140)에 공급된 구동 전류와 모터(140)의 회전 가속도에 기초하여, 모터(140)의 회전축와 연결된 드럼(130)의 부하의 크기를 식별할 수 있다.

이하에서는, 세탁기(100)의 구성 및 동작이 설명된다.

도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 세탁기의 일 예를 도시한다. 도 4는 일 실시예에 의한 세탁기의 다른 일 예를 도시한다. 도 5는 일 실시에에 의한 세탁기에 포함된 모터 드라이브의 일 예를 도시한다. 도 6은 일 실시에에 의한 세탁기에 포함된 모터 드라이브의 다른 일 예를 도시한다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 세탁기(100)는 컨트롤 패널(110), 터브(120), 드럼(130), 모터(140), 급수 장치(150), 세제 공급 장치(155), 배수 장치(160), 모터 드라이브(200), 수위 센서(170) 및 프로세서(190)를 포함할 수 있다.

세탁기(100)는 세탁기(100)에 포함된 구성들을 수용하는 캐비닛(101)을 포함할 수 있다. 캐비닛(101)에는, 컨트롤 패널(110), 수위 센서(170), 모터 드라이브(200), 모터(140), 급수 장치(150), 배수 장치(160), 세제 공급 장치(155), 드럼(130) 및 터브(120)가 수용될 수 있다.

캐비닛(101)의 일면에는 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 투입구(101a)가 마련된다.

예를 들어, 세탁기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 세탁물을 투입하거나 인출하기 위한 투입구(101a)가 캐비닛(101)의 상면에 배치되는 탑-로딩 세탁기 또는 도 4에 도시된 바와 같이 세탁물을 투입하거나 인출하는 투입구(101a)가 캐비닛(101)의 전면에 배치되는 프런트-로딩 세탁기를 포함할 수 있다. 다시 말해, 일 실시예에 의한 세탁기(100)는 탑-로딩 세탁기에 한정되거나 또는 프런트-로딩 세탁기에 한정되지 아니하며, 탑-로딩 세탁기와 프런트-로딩 세탁기 중 어느 것이라도 무방하다. 물론, 세탁기(100)는 탑-로딩 세탁기와 프런트-로딩 세탁기 이외에 다른 로딩 방식의 세탁기를 포함할 수 있다.

캐비닛(101)의 일면에는 투입구(101a)를 개폐할 수 있는 도어(102)가 마련된다. 도어(102)는 투입구(101a)와 동일한 면에 마련될 수 있으며, 힌지(hinge)에 의하여 캐비닛(101)에 회동 가능하게 장착될 수 있다.

캐비닛(101)의 일면에는, 사용자와의 상호 작용을 위한 유저 인터페이스를 제공하는 컨트롤 패널(110)이 마련될 수 있다.

컨트롤 패널(110)은 예를 들어 사용자 입력을 획득하는 입력 버튼(111)과, 사용자 입력에 응답하는 세탁 설정 또는 세탁 동작 정보를 표시하는 디스플레이(112)를 포함할 수 있다.

입력 버튼(111)은 예를 들어 전원 버튼과, 동작 버튼과, 코스 선택 다이얼(또는 코스 선택 버튼)과, 세탁/헹굼/탈수 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.

입력 버튼(111)은 사용자 입력에 대응하는 전기적 출력 신호를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

디스플레이(112)는, 코스 선택 다이얼의 회전(또는 코스 선택 버튼의 누름)에 의하여 선택된 세탁 코스 및 세탁기의 동작 시간을 표시하는 스크린과, 설정 버튼에 의하여 선택된 세탁 설정/헹굼 설정/탈수 설정을 표시하는 인디케이터를 포함할 수 있다. 디스플레이는 예를 들어 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 패널 등을 포함할 수 있다.

디스플레이(112)는, 프로세서(190)로부터 표시할 정보를 수신하고, 수신된 정보에 대응하는 정보를 표시할 수 있다.

캐비닛(101)의 내부에는, 터브(120)가 마련될 수 있다. 터브(120)는, 세탁 또는 헹굼을 위한 물을 수용할 수 있다.

터브(120)는 예를 들어 일 밑면이 개방된 원통 형상일 수 있다. 터브(120)는 대략 원형의 터브 밑면(122)과 터브 밑면(122)의 원주를 따라 마련되는 터브 측벽(121)을 포함할 수 있다. 터브(120)의 다른 일 밑면은 세탁물이 투입되거나 인출될 수 있도록 개방되거나 또는 개구가 형성될 수 있다.

탑-로딩 세탁기의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 터브(120)는 터브 밑면(122)이 세탁기의 바닥을 향하고 터브 측벽(121)의 중심축(R)이 바닥과 대략 직교하도록 배치될 수 있다. 또한, 프론트-로딩 세탁기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 터브(120)는 터브 밑면(122)이 세탁기의 후방을 향하고 터브 측벽(121)의 중심축(R)이 바닥과 대략 평행하도록 배치될 수 있다.

터브 밑면(122)에는 모터(140)를 회전 가능하게 고정하기 위한 베어링(122a)이 마련될 수 있다.

드럼(130)은 터브(120) 내부에 회전 가능하게 마련될 수 있다. 드럼(130)은 세탁물 즉 부하를 수용할 수 있다.

드럼(130)은 예를 들어 일 밑면이 개방된 원통 형상일 수 있다. 드럼(130)은 대략 원형의 드럼 밑면(132)과 드럼 밑면(132)의 원주를 따라 마련되는 드럼 측벽(131)을 포함할 수 있다. 드럼(130)의 다른 일 밑면은 세탁물이 드럼(130)의 내부로 투입되거나 인출될 수 있도록 개방되거나 또는 개구가 형성될 수 있다.

탑-로딩 세탁기의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 드럼(130)은 드럼 밑면(132)이 세탁기의 바닥을 향하고 드럼 측벽(131)의 중심축(R)이 바닥과 대략 직교하도록 배치될 수 있다. 또한, 프론트-로딩 세탁기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 드럼(130)은 드럼 밑면(132)이 세탁기의 후방을 향하고 드럼 측벽(131)의 중심축(R)이 바닥과 대략 평행하도록 배치될 수 있다.

드럼 측벽(131)에는, 터브(120)에 공급된 물이 드럼(130)의 내부로 유입되도록 드럼(130)의 내부와 외부를 연결하는 통공(131a)이 마련될 수 있다.

탑-로딩 세탁기의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 펄세이터(133)가 드럼 밑면(132) 내측에 회전 가능하게 마련될 수 있다. 펄세이터(133)는 드럼(130)과 독립적으로 회전할 수 있다. 다시 말해, 펄세이터(133)는 드럼(130)과 동일한 방향으로 회전하거나 상이한 방향으로 회전할 수 있다. 펄세이터(133)는 또한 드럼(130)과 동일한 회전 속도로 회전하거나 상이한 회전 속도로 회전할 수 있다.

프런트-로딩 세탁기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 드럼 측벽(131)에는 드럼(130)의 회전 중에 세탁물을 드럼(130)의 상부로 들어올리기 위한 리프터(131b)가 마련된다.

드럼 밑면(132)은 드럼(130)을 회전시키는 모터(140)의 회전축(141)와 연결될 수 있다.

모터(140)는 드럼(130)을 회전시키는 토크를 생성할 수 있다.

모터(140)는 터브(120)의 터브 밑면(122)의 외측에 마련되며, 회전축(141)을 통하여 드럼(130)의 드럼 밑면(132)과 연결될 수 있다. 회전축(141)은 터브 밑면(122)을 관통하며, 터브 밑면(122)에 마련된 베어링(122a)에 의하여 회전 가능하게 지지될 수 있다.

모터(140)는 터브 밑면(122) 외측에 고정되는 고정자(142)와, 터브(120) 및 고정자(142)에 대하여 회전 가능하게 마련되는 회전자(143)를 포함할 수 있다. 회전자(143)는 회전축(141)과 연결될 수 있다.

회전자(143)는 고정자(142)와의 자기적 상호작용을 통하여 회전할 수 있으며, 회전자(143)의 회전은 회전축(141)을 통하여 드럼(130)에 전달될 수 있다.

모터(140)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.

탑-로딩 세탁기의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 모터(140)의 토크를 펄세이터(133)와 드럼(130) 모두 또는 펄세이터(133)에 전달하는 클러치(145)가 마련될 수 있다. 클러치(145)는 회전축(141)와 연결될 수 있다. 클러치(145)는 회전축(141)의 회전을 내측 샤프트(145a)와 외측 샤프트(145b)로 분배할 수 있다. 내측 샤프트(145a)는 펄세이터(133)와 연결될 수 있다. 외측 샤프트(145a)는 드럼 밑면(132)과 연결될 수 있다. 클러치(145)는 회전축(141)의 회전을 내측 샤프트(145a)와 외측 샤프트(145b)를 통하여 펄세이터(133)와 드럼(130) 모두에 전달하거나, 또는 회전축(141)의 회전을 내측 샤프트(145a)를 통하여 펄세이터(133)에만 전달할 수 있다.

급수 장치(water supplier) (150)는 터브(120) 및 드럼(130)에 물을 공급할 수 있다. 급수 장치(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(156)까지 연장될 수 있다. 물은 세제 함(156)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.

세제 공급 장치(155)는 터브(120) 및 드럼(130)에 세제를 공급할 수 있다. 세제 공급 장치(155)는 터브(120)의 상측에 마련되어 세제를 보관하는 세제 함(156)과, 세제 함(156)을 터브(120)와 연결하는 혼합 도관(157)을 포함한다. 세제 함(156)은 급수 도관(151)과 연결되며, 급수 도관(151)을 통하여 공급된 물은 세제 함(156)의 세제와 혼합될 수 있다. 세제와 물의 혼합물은 혼합 도관(157)을 통하여 터브(120)에 공급될 수 있다.

배수 장치(drain) (160)는 터브(120) 또는 드럼(130)에 수용된 물을 외부로 배출할 수 있다. 배수 장치(160)는 터브(120)의 하측에 마련되어 터브(120)로부터 캐비닛(101) 외부까지 연장된 배수 도관(161)을 포함할 수 있다. 탑-로딩 세탁기의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 배수 장치(160)는 배수 도관(161)에 마련된 배수 밸브(162)를 더 포함할 수 있다. 프런트-로딩 세탁기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 배수 장치(160)는 배수 도관(161) 상에 마련된 배수 펌프(163)를 더 포함할 수 있다.

수위 센서(170)는 터브(120)의 하부와 연결된 연결 호스의 말단에 설치될 수 있다. 이때, 연결 호스의 수위는 터브(120)의 수위와 동일할 수 있다. 터브(120)의 수위가 상승함에 의하여 연결 호스의 수위가 상승하고, 연결 호스의 수위가 상승함으로 인하여 연결 호스 내부의 압력이 증가할 수 있다.

수위 센서(170)는 연결 호스 내부의 압력을 측정할 수 있으며, 측정된 압력에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(190)로 출력할 수 있다. 프로세서(190)는 수위 센서(170)에 의하여 측정된 연결 호스의 압력에 기초하여 연결 호스의 수위 즉 터브(110)의 수위를 식별할 수 있다.

모터 드라이브(200)는, 프로세서(190)로부터 구동 신호를 수신할 수 있으며, 프로세서(190)의 구동 신호에 기초하여 모터(140)의 회전축(141)을 회전시키기 위한 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 모터 드라이브(200)는, 모터(140)에 공급되는 구동 전류 값과 모터(140)의 회전자의 회전 속도를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모터 드라이브(200)는 정류 회로(210), 직류 링크 회로(220), 인버터 회로(230), 전류 센서(240) 또는 드라이브 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 또한, 모터(140)에는 회전자(143)의 회전 변위(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 포함할 수 있으며, 외부 전원(ES)의 교류 전력을 정류할 수 있다.

직류 링크 회로(220)는 전기 에너지를 저장하는 직류 링크 캐패시터(C1)를 포함할 수 있으며, 정류된 전력의 리플을 제거하고 직류 전력을 출력할 수 있다.

인버터 회로(230)는 3개의 스위칭 소자 쌍(Q1과 Q2, Q3와 Q4, Q5와 Q6)을 포함할 수 있으며, 직류 링크 회로(220)의 직류 전력을 직류 또는 교류의 구동 전력으로 변환할 수 있다. 인버터 회로(230)는 또는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다.

전류 센서(240)는 인버터 회로(230)로부터 출력되는 총 전류를 측정하거나 또는 인버터 회로(230)로부터 출력되는 3상 구동 전류(a상 전류, b상 전류, c상 전류) 각각을 측정할 수 있다.

위치 센서(270)는 모터(140)에 마련될 수 있으며, 모터(140)의 회전자(143)의 회전 변위(예를 들어, 회전자의 전기각)를 측정하고, 회전자(143)의 전기각을 나타내는 위치 데이터(Θ)를 출력할 수 있다. 위치 센서(270)는 홀 센서, 엔코더, 리졸버 등으로 구현될 수 있다.

드라이브 프로세서(250)는 프로세서(190)와 일체로 마련되거나 또는 프로세서(190)와 분리되어 마련될 수 있다.

드라이브 프로세서(250)는 예를 들어 목표 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값과 회전자(143)의 회전 변위(Θ)에 기초하여 인버터 회로(230)에 구동 신호를 출력하는 주문형 반도체 소자(application specific integrated circuit, ASIC)을 포함할 수 있다. 또는, 드라이브 프로세서(250)는 목표 속도 명령(ω*)과 구동 전류 값과 회전자(143)의 회전 변위(Θ)에 기초하여 구동 신호를 출력하기 위한 일련의 명령어들을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 일렬의 명령어를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다.

드라이브 프로세서(250)의 구조는 모터(140)의 종류에 의존할 수 있다. 다시 말해, 서로 다른 구조의 드라이브 프로세서(250)는 서로 다른 종류의 모터(140)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 모터(140)가 무정류자 직류 모터인 경우, 드라이브 프로세서(250)는 도 5에 도시된 바와 같이, 속도 연산기(251)와, 속도 제어기(253)와, 전류 제어기(254)와, 펄스 폭 변조기(256)를 포함할 수 있다.

드라이브 프로세서(250)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)를 이용하여 무정류자 직류 모터에 인가되는 직류 전압을 제어할 수 있다. 그에 의하여, 무정류자 직류 모터에 공급되는 구동 전류가 제어될 수 있다.

속도 연산기(251)는 모터(140)의 회전자 전기각(θ)에 기초하여 모터(140)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 속도 연산기(251)는 위치 센서(270)에서 수신된 회전자(143)의 전기각(θ)의 변화량에 기초하여 모터(140)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다. 다른 예로, 속도 연산기(251)는 전류 센서(240)에 의하여 측정된 구동 전류 값의 변화에 기초하여 모터(140)의 회전 속도값(ω)를 산출할 수 있다.

속도 제어기(253)는 프로세서(190)의 목표 속도 명령(ω*)과 모터(140)의 회전 속도값(ω) 사이의 차이에 기초하여 전류 명령(I*)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는 비례 적분 제어기(Proportional Integral Controller, PI controller)를 포함할 수 있다.

전류 제어기(254)는 속도 제어기(253)로부터 출력되는 전류 명령(I*)과 전류 센서(240)에 의하여 측정된 측정 전류 값(I) 사이의 차이에 기초하여 전압 명령(V*)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 제어기(254)는, 비례 적분 제어(PI control)를 포함할 수 있다.

펄스 폭 변조기(256)는 전압 명령(V*)에 기초하여 인버터 회로(230)가 모터(140)에 공급하는 구동 전류의 크기를 제어하기 위한 PWM 제어 신호(Vpwm)을 출력할 수 있다.

이처럼, 드라이브 프로세서(250)는 프로세서(190)로부터 수신된 목표 속도 명령(ω*)에 기초하여 인버터 회로(230)가 모터(140)에 공급하는 구동 전류의 크기를 제어할 수 있다.

드라이브 프로세서(250)는, 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령(ω*)에 응답하여, 정현파 파형을 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는, 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령(ω*)에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 전류 명령(I*)을 출력할 수 있다. 또한, 전류 제어기(254)는, 정현파 파형을 포함하는 전류 명령(I*)에 응답하여, 정현파 파형을 포함하는 전압 명령(V*)을 출력할 수 있다.

또한, 드라이브 프로세서(250)는, 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 전류 명령(I*)을 출력할 수 있다. 속도 제어기(253)는 목표 속도 명령(ω*)과 회전 속도값(ω) 사이의 차이에 기초한 전류 명령에 정현파 파형의 전류 명령이 중첩된 전류 명령(I*)을 출력할 수 있다. 또한, 전류 제어기(254)는 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 전압 명령(V*)을 출력할 수 있다. 전류 제어기(254)는 전류 명령(I*)과 측정 전류(I) 사이의 차이에 기초한 전압 명령에 정현파 파형의 전압 명령이 중첩된 전압 명령(V*)을 출력할 수 있다.

다른 예로, 모터(140)가 영구자석 동기 모터인 경우, 드라이브 프로세서(250)는, 도 6에 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.

드라이브 프로세서(250)는 벡터 제어를 이용하여 영구자석 동기 모터에 인가되는 교류 전압을 제어할 수 있다. 그에 의하여, 영구자석 동기 모터에 공급되는 구동 전류가 제어될 수 있다.

속도 연산기(251)는 도 5에 도시된 속도 연산기(251)와 동일할 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. 여기서, d축는 모터(140)의 회전자가 생성하는 자기장의 방향과 일치하는 방향의 축을 의미할 수 있다. 또한, q축은 모터(140)의 회전자가 생성하는 자기장의 방향과 90도 앞서는 방향의 축을 의미할 수 있다.

속도 제어기(253)는 프로세서(190)의 목표 속도 명령(ω*)과 모터(140)의 회전 속도값(ω) 사이의 차이에 기초하여 모터(140)에 공급될 q축 전류 명령(Iq*)을 산출할 수 있다. 또한, 속도 제어기(253)는 d축 전류 명령(Id*)을 판단할 수 있다.

전류 제어기(254)는 속도 제어기(253)로부터 출력되는 q축 전류 명령(Iq*)과 입력 좌표 변환기(252)로부터 출력되는 q축 전류 값(Iq) 사이의 차이에 기초하여 q축 전압 명령(Vq*)을 판단할 수 있다. 또한, 전류 제어기(254)는 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 모터(140)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.

펄스 폭 변조기(256)는 3상 전압 명령(Vabc*)으로부터 인버터 회로(230)가 모터(140)에 공급하는 구동 전류의 크기를 제어하기 위한 PWM 제어 신호(Vpwm)을 출력할 수 있다.

드라이브 프로세서(250)는, 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령(ω*)에 응답하여, 정현파 파형을 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는, 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령(ω*)에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 q축 전류 명령(Iq*)을 출력할 수 있다. 또한, 전류 제어기(254)는, 정현파 파형을 포함하는 q축 전류 명령(Iq*)에 응답하여, 정현파 파형을 포함하는 q축 전압 명령(Vq*)을 출력할 수 있다.

또한, 드라이브 프로세서(250)는, 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어기(253)는 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 q축 전류 명령(Iq*)을 출력할 수 있다. 속도 제어기(253)는 목표 속도 명령(ω*)과 회전 속도값(ω) 사이의 차이에 기초한 전류 명령에 정현파 파형의 전류 명령이 중첩된 q축 전류 명령(Iq*)을 출력할 수 있다. 또한, 전류 제어기(254)는 프로세서(190)의 부하 측정 명령에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 q축 전압 명령(Vq*)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 제어기(254)는 q축 전류 명령(Iq*)과 측정된 q축 전류(Iq) 사이의 차이에 기초한 전압 명령에 정현파 파형의 전압 명령이 중첩된 q축 전압 명령(Vq*)을 출력할 수 있다.

프로세서(190)는 예를 들어 컨트롤 패널(110)의 후면에 마련되는 인쇄 회로 기판 상에 실장될 수 있다.

프로세서(190)는 컨트롤 패널(110), 수위 센서(170), 모터 드라이브(200), 급수 밸브(152) 또는 배수 밸브(162)/배수 펌프(163)와 전기적으로 연결될 수 있다.

프로세서(190)는, 컨트롤 패널(110), 수위 센서(170) 또는 모터 드라이브(200)의 출력 신호를 처리할 수 있으며, 출력 신호를 처리하는 것에 기초하여 모터 드라이브(200), 급수 밸브(152) 및 배수 밸브(162)/배수 펌프(163)에 제어 신호를 제공할 수 있다.

프로세서(190)는, 신호를 처리하고 제어 신호를 제공하기 위한 프로그램(복수의 명령어들) 또는 데이터를 저장 또는 기억하는 메모리(191)를 포함할 수 있다. 메모리(191)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(191)는 도 2에 도시된 바와 같이 프로세서(190)와 일체로 제공되거나 또는, 프로세서(190)와 분리된 반도체 소자로 제공될 수 있다.

프로세서(190)는, 메모리(191)에 저장된 프로그램 또는 데이터에 기초하여 신호를 처리하고 제어 신호를 출력하는 프로세싱 코어(예를 들어, 연산 회로와 기억 회로와 제어 회로)를 더 포함할 수 있다.

프로세서(190)는 예를 들어 컨트롤 패널(110)로부터 사용자 입력을 수신할 수 있으며, 사용자 입력을 처리할 수 있다. 프로세서(190)는, 사용자 입력에 응답하여, 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정을 순차적으로 수행하도록 모터 드라이브(200), 급수 밸브(152) 및 배수 밸브(162)/배수 펌프(162)에 제어 신호를 제공할 수 있다.

프로세서(190)는 예를 들어 수위 센서(170)에 의하여 측정된 수위를 수신할 수 있다. 프로세서(190)는, 측정된 수위와 목표 수위 사이의 비교에 기초하여, 급수 밸브(152)에 급수 신호를 제공하거나 또는 배수 밸브(162)/배수 펌프(162)에 배수 신호를 제공할 수 있다.

프로세서(190)는 모터(140)가 드럼(130)을 회전시키도록 모터 드라이브(200)에 구동 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 세탁을 위한 구동 신호를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 또한, 프로세서(190)는 탈수를 위한 구동 신호를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

프로세서(190)는, 부하를 측정하기 위한 구동 신호를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는, 부하를 측정하기 위한 정현파 파형이 중첩된 목표 속도 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는, 정현파 파형이 중첩된 목표 속도 명령에 응답하여 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다.

다른 예로, 프로세서(190)는, 목표 회전 속도와 부하를 측정하기 위한 부하 측정 신호를 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 부하 측정 신호에 응답하여 정현파 파형을 포함하는 구동 전류를 모터(140)에 공급할 수 있다.

프로세서(190)는, 모터 드라이브(200)로부터 모터(140)에 공급되는 구동 전류 값과 모터(140)의 회전 속도를 수신할 수 있다. 프로세서(190)는, 모터(140)의 구동 전류 값과 모터(140)의 회전 속도에 기초하여, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 무게 즉 부하를 측정할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는, 모터(140)의 구동 전류 값에 기초하여 구동 전류 변화의 진폭을 식별할 수 있으며, 모터(140)의 회전 속도에 기초하여 회전 가속도 변화의 진폭을 식별할 수 있다. 프로세서(190)는, 구동 전류 변화의 진폭 및 회전 가속도 변화의 진폭 사이의 비율에 기초하여, 드럼(130) 및 부하에 의한 관성 모멘트(moment of inertia)를 식별할 수 있다. 프로세서(190)는, 드럼(130) 및 부하에 의한 관성 모멘트에 기초하여, 드럼(130)에 수용된 부하의 크기를 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는, 식별된 부하에 기초하여, 터브(120)의 수위를 설정하거나 또는 세탁물에 방수 직물(예를 들어, 방수 의류 또는 방수 침구)이 포함되었는지 여부를 식별하거나 또는 탈수 중에 세탁물의 수분율을 식별할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 의한 세탁기의 부하를 측정하는 방법을 도시한다. 도 8은 도 7에 도시된 방법에 의하여 측정된 모터의 회전 속도, 모터의 구동 전류, 모터의 회전 가속도 및 모터의 부하를 도시한다. 도 9는 도 7에 도시된 방법에 의하여 정현파 파형이 중첩된 모터의 구동 전류를 도시한다. 도 10은 도 9에 도시된 모터의 구동 전류의 스펙트럼을 도시한다. 도 11은 도 7에 도시된 방법에 의하여 정현파 파형이 중첩된 모터의 회전 가속도를 도시한다. 도 12는 도 11에 도시된 모터의 회전 가속도의 스펙트럼을 도시한다.

도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12와 함께, 세탁기(100)가 드럼(130)에 수용된 부하를 측정하는 방법(1000)이 설명된다.

드럼(130)의 회전은 다음의 회전자 동역학 방정식을 나타내는 [수학식 1]에 의하여 지배됩니다.

[수학식 1]

여기서, τ는 회전체(드럼)에 인가되는 토크를 나타내며, J는 회전체(드럼)의 관성 모멘트를 나타내며, a은 회전 가속도를 나타내며, ω은 회전 속도를 나타내며, b는 점성 마찰 계수를 나타내며, c는 쿨롱 마찰(Coulomb Friction)을 나타낸다.

[수학식 1]의 우변은 회전 모멘트와 회전 가속도에 의한 "Ja"과 "bω+c"으로 분리될 수 있다. 이때, 회전 속도의 변화가 작다면 회전 속도 ω와 점성 마찰 계수 b는 작은 값이므로, "bω+c"는 상수로 처리될 수 있다.

[수학식 1]에 의하면, 드럼(130)에 인가되는 토크는 드럼(130)의 회전 가속도에 비례할 수 있으며, 드럼(130)의 회전 가속도에 대한 드럼(130)에 인가되는 토크의 비율은 드럼(130)의 관성 모멘트와 동일할 수 있다. 또한, 모터(140)에 의하여 드럼(130)에 인가되는 토크는 모터(140)에 공급되는 구동 전류의 크기에 비례할 수 있다.

따라서, 세탁기(100)는, 모터(140)에 공급되는 구동 전류 및 드럼(130)의 회전 가속도에 기초하여 드럼(130)의 관성 모멘트를 식별할 수 있다. 다시 말해, 세탁기(100)는, 모터(140)에 공급되는 구동 전류 및 드럼(130)의 회전 가속도에 기초하여 드럼(130)에 수용된 부하의 크기를 식별할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)를 목표 속도로 회전시킬 수 있다(1010).

프로세서(190)는 모터(140)를 목표 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)에 목표 속도 명령을 제공할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는, 세탁기(100)의 세탁 동작을 개시하기 전에, 드럼(130)에 수용된 건조 부하(세탁을 위한 물을 흡수하지 않는 세탁물의 무게)를 측정하기 위하여 모터(140)를 제1 속도로 회전시킬 수 있다.

다른 예로, 프로세서(190)는, 세탁기(100)의 탈수 동작을 개시하기 전에, 드럼(130)에 수용된 습윤 부하(세탁을 위한 물을 흡수한 세탁물의 무게)를 측정하기 위하여 모터(140)를 제2 속도로 회전시킬 수 있다.

다른 예로, 프로세서(190)는, 세탁기(100)의 탈수 동작 중에, 드럼(130)에 수용된 습윤 부하를 측정하기 위하여 모터(140)를 제3 속도로 회전시킬 수 있다.

프로세서(190)는 모터(140)의 회전 속도가 목표 속도에 도달하기까지 모터(140)의 회전 속도를 단계적으로 또는 선형적으로 또는 점진적으로 증가시킬 수 있다. 다시 말해, 프로세서(190)는 모터(140)가 가속되도록 모터 드라이브(200)에 단계적으로 또는 선형적으로 또는 점진적으로 증가하는 목표 속도 명령을 제공할 수 있다.

그에 의하여, 모터(140)의 회전 속도는 도 8에 도시된 바와 같이 시각 T1 내지 시각 T2 사이에서 단계적으로 또는 선형적으로 또는 점진적으로 상승할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)가 목표 속도로 회전한 시간이 기준 시간 이상인지 여부를 식별한다(1020). 모터(140)가 목표 속도로 회전한 시간이 기준 시간 이상이 아니면(1020의 아니오), 세탁기(100)는 모터(140)의 회전 속도가 안정화되기까지 대기할 수 있다.

프로세서(190)는 모터(140)가 목표 속도에 도달한 이후 기준 시간 동안 대기할 수 있다. 여기서, 기준 시간은 모터(140)의 회전 속도가 안정화되기 위하여 요구되는 시간이며, 실험적으로 또는 경험적으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 부하가 적은 경우 모터(140)의 회전 속도가 목표 속도에 도달한 시점에 모터(140)의 회전 속도가 목표 속도를 초과하는 오버슈트(overshoot)가 발생될 수 있다. 오버슈트가 발생된 경우, 모터(140)의 회전(회전 속도 및 회전 가속도)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류 이외에 다른 외적 요인으로 인하여 변화할 수 있다. 외적 요인에 의한 모터(140)의 회전을 배제하기 위하여, 프로세서(190)는 모터(140)의 회전 속도가 안정화되도록 대기할 수 있다.

그에 의하여, 모터(140)의 회전 속도는 도 8에 도시된 바와 같이 시각 T2 내지 시각 T3 사이에서 안정화될 수 있다.

모터(140)가 목표 속도로 회전한 시간이 기준 시간 이상이면(1020의 예), 세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1030).

프로세서(190)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 파형이 중첩되도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 모터 드라이브(200)에 제공하는 목표 속도 명령에 정현파 파형을 추가할 수 있다. 프로세서(190)는 정현파 파형과 같이 시간에 따라 변화하는 목표 속도 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다.

부하 측정 중에 모터(140)의 회전 속도의 변화를 최소화하기 위하여, 추가되는 정현파 파형의 진폭은 최소화될 수 있다. 예를 들어, 추가되는 정현파 파형의 진폭은 미리 정해진 값(예를 들어, 5RPM 이하)일 수 있다. 또한, 추가되는 정현파 파형의 진폭은 목표 속도에 의존할 수 있다. 추가되는 정현파 파형의 진폭은 목표 속도의 5% 이하(예를 들어, 목표 속도가 100RPM이면 5RPM 이하)일 수 있다. 또는, 정현파 파형의 진폭의 탈수를 위한 최대 회전 속도의 0.5% 이하(예를 들어, 목표 속도가 1000RPM이면 5RPM 이하)일 수 있다.

다만 이에 한정되지 아니하며, 정현파 파형의 진폭은 목표 속도의 2% 이하(예를 들어, 목표 속도가 100RPM이면 2RPM 이하)일 수 있다. 또는, 정현파 파형의 진폭의 탈수를 위한 최대 회전 속도의 0.2% 이하(예를 들어, 목표 속도가 1000RPM이면 2RPM 이하)일 수 있다.

부하 측정 중에 드럼(130)에 수용된 세탁물의 움직임에 의한 영향이 있을 수 있다. 예를 들어, 프런트-로딩 세탁기의 경우 드럼(130)에 수용되는 세탁물은 드럼(130)이 저속으로 회전하는 동안 낙하할 수 있으며, 그로 인하여 회전 가속도가 변화될 수 있다. 부하 측정 중에 드럼(130)에 수용된 세탁물의 움직임에 의한 영향을 최소화하기 위하여, 추가되는 정현파 파형의 주파수는 목표 속도에 대응하는 주파수와 상이할 수 있다. 예를 들어, 추가되는 정현파 파형의 주파수는 목표 속도에 대응하는 주파수보다 작을 수 있다.

모터 드라이브(200)는, 정현파 파형이 중첩된 목표 속도 명령에 응답하여, 정현파 파형이 중첩된 구동 전류를 모터(140)에 제공할 수 있다. 또한, 모터 드라이브(200)는 정현파 파형이 중첩된 구동 전류의 값을 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

다른 예로, 프로세서(190)는 목표 속도 명령과 함께 구동 전류에 정현파 전류를 추가하기 위한 부하 측정 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는, 부하 측정 명령에 응답하여, 목표 속도 명령에 기초한 전류에 정현파 전류를 추가한 구동 전류를 모터(140)에 제공할 수 있다.

부하 측정 중에 모터(140)의 회전 속도의 변화를 최소화하기 위하여, 추가되는 정현파 전류의 진폭은 최소화될 수 있다. 예를 들어, 정현파 전류의 진폭은 미리 정해진 범위 내로 한정될 수 있다. 또한, 정현파 전류의 진폭은 목표 속도에 의존할 수 있다.

또한, 부하 측정 중에 드럼(130)에 수용된 세탁물의 움직임에 의한 영향을 최소화하기 위하여, 추가되는 정현파 전류의 주파수는 목표 속도에 대응하는 주파수와 상이할 수 있다. 예를 들어, 추가되는 정현파 전류의 주파수는 목표 속도에 대응하는 주파수보다 작을 수 있다.

또한, 모터 드라이브(200)는 정현파 전류가 추가된 구동 전류의 값을 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

세탁기(100)는 정현파 파형을 포함하는 구동 전류에 의한 모터(140)의 회전 각속도를 식별할 수 있다(1040).

모터 드라이브(200)는 모터(140)의 회전자(143)의 회전 변위를 식별할 수 있다. 예를 들어, 모터 드라이브(200)는 모터(140)에 마련된 위치 센서(270)의 출력 신호에 기초하여 회전자(143)의 회전 변위(전기각)을 식별할 수 있다. 다른 예로, 모터 드라이브(200)는 모터(140)의 역기전력에 의한 전류 변화에 기초하여 회전자(143)의 회전 변위(전기각)을 식별할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 회전자(143)의 회전 속도(각속도)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 모터 드라이브(200)는 단위 시간당 회전자(143)의 회전 변위의 변화에 기초하여 회전자(143)의 회전 속도를 식별할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 회전자(143)의 회전 속도에 관한 정보를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

모터 드라이브(200)는 샘플링 주기 마다 회전자(143)의 회전 속도 값을 프로세서(190)에 제공할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모터 드라이브(200)는, 시각 T4, T5, T6, T7 ...에서, 회전자(143)의 회전 속도 값을 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

프로세서(190)는 회전자(143)의 회전 가속도(각가속도)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 샘플링 주기 마다, 회전자(143)의 회전 속도의 변화에 기초하여 회전자(143)의 회전 가속도를 식별할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T4, T5, T6, T7 ...에서, 회전자(143)의 회전 가속도 값을 식별할 수 있다.

또한, 모터 드라이브(200)는 단위 시간당 회전자(143)의 회전 속도의 변화에 기초하여 회전자(143)의 회전 가속도를 식별하고, 회전자(143)의 회전 가속도에 관한 정보를 프로세서(190)에 제공할 수 있다.

세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 부하의 크기를 식별할 수 있다(1050).

프로세서(190)는 샘플링 주기마다 획득된 구동 전류 값 및 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 부하의 크기를 식별할 수 있다.

프로세서(190)는, 구동 전류 값에 포함된 직류 성분과 노이즈 성분을 제거하기 위하여, 샘플링 주기마다 모터 드라이브(200)로부터 획득된 구동 전류 값(샘플링된 구동 전류 값)을 필터링할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 구동 전류는 드럼(130)을 목표 속도로 회전시키기 위한 제1 구동 전류와 목표 속도에 포함된 정현파 성분에 의한 제2 구동 전류와 드럼(130) 내에서 세탁물의 움직임을 보상하기 위한 제3 구동 전류를 포함할 수 있다.

구동 전류의 주파수 스펙트럼은 드럼(130)을 목표 속도로 회전시키기 위한 직류 성분과, 정현파의 목표 속도에 의한 주파수 성분과 드럼(130)의 회전 속도(목표 속도)에 대응하는 주파수 성분을 포함할 수 있다. 정현파의 목표 속도에 의한 주파수 성분과 드럼(130)의 회전 속도(목표 속도)에 대응하는 주파수 성분은 도 10에 도시된 바와 같을 수 있다.

프로세서(190)는, 직류 성분과 드럼(130)의 회전 속도(목표 속도)에 대응하는 주파수 성분을 제거하기 위하여 구동 전류를 필터링할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 주파수(또는 구동 전류에 추가된 정현파 전류의 주파수)를 중심 주파수로 가지는 밴드 패스 필터(band pass filter, BPF)를 이용하여 구동 전류 값을 필터링할 수 있다. 그에 의하여, 구동 전류 값에 포함된 직류 성분 및 드럼(130)의 회전 속도에 대응하는 주파수 성분이 제거될 수 있다.

다만, 샘플링된 구동 전류 값을 필터링하는 것은 밴드 패스 필터를 이용하여 구동 전류 값을 필터링하는 것에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 샘플링된 구동 전류 값을 필터링하는 것은 직류 성분을 제거하기 위한 로우 패스 필터(low pass filter, LPF)를 이용하여 구동 전류 값을 필터링하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 샘플링된 구동 전류 값을 필터링하는 것은 드럼(130)의 회전 속도에 대응하는 주파수 성분을 제거하기 위한 하이 패스 필터(high pass filter, HPF)를 이용하여 구동 전류 값을 필터링하는 것을 포함할 수 있다.

프로세서(190)는, 회전 가속도 값에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위하여, 샘플링 주기마다 모터 드라이브(200)로부터 획득된 회전 가속도 값(샘플링된 회전 가속도 값)을 필터링할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 회전 가속도는 목표 속도에 포함된 정현파 성분에 의한 제1 회전 가속도와 드럼(130) 내에서 세탁물의 움직임에 의한 제2 회전 가속도를 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 회전 가속도의 주파수 스펙트럼은 정현파의 목표 속도에 의한 주파수 성분과 드럼(130)의 회전 속도(목표 속도)에 대응하는 주파수 성분을 포함할 수 있다.

프로세서(190)는, 드럼(130)의 회전 속도(목표 속도)에 대응하는 주파수 성분을 제거하기 위하여 회전 가속도를 필터링할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 주파수(또는 구동 전류에 추가된 정현파 전류의 주파수)를 중심 주파수로 가지는 밴드 패스 필터를 이용하여 회전 가속도 값을 필터링할 수 있다. 그에 의하여, 회전 가속도 값에 포함된 직류 성분 및 드럼(130)의 회전 속도에 대응하는 주파수 성분이 제거될 수 있다. 또한, 프로세서(190)는 로우 패스 필터 또는 하이 패스 필터를 이용하여 회전 가속도 값을 필터링할 수 있다.

프로세서(190)는 구동 전류의 모델 및 회전 가속도의 모델을 이용하여 샘플링된 구동 전류 값의 진폭과 샘플링된 회전 가속도 값의 진폭을 식별할 수 있다.

정현파 파형의 목표 속도에 의하여 생성된 구동 전류는 [수학식 2]와 같이 코사인 함수(또는 사인 함수)로써 모델링될 수 있으며, 회전 가속도는 [수학식 3]과 같이 모델링될 수 있다.

[수학식 2]

여기서, i(t)는 모델링된 구동 전류를 나타내며, I는 구동 전류의 진폭을 나타내며, α는 구동 전류의 위상 지연을 나타내며, θ는 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 위상을 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

여기서, a(t)는 모델링된 회전 가속도를 나타내며, A는 회전 가속도의 진폭을 나타내며, β는 회전 가속도의 위상 지연을 나타낼 수 있다.

θ는 구동 전류 및 회전 가속도의 샘플링 당시의 정현파의 위상을 나타낼 수 있다. 따라서, 프로세서(190)는 cosθ의 값과 sinθ의 값을 식별할 수 있다. 또한, i(t)는 모델링된 구동 전류 값을 나타내므로, 프로세서(190)는 i(t)의 값을 식별할 수 있다.

따라서, [수학식 2]와 [수학식 3]은 각각 [수학식 4]와 [수학식 5]과 같이 간략화될 수 있다.

[수학식 4]

여기서, zi는 i번째 샘플링된 구동 전류 값을 나타내며, M는 구동 전류의 진폭과 cosα의 곱을 나타내며, xi는 i번째 샘플링 시의 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 위상의 코사인 함수 값을 나타내며, N는 구동 전류의 진폭과 sinα의 곱을 나타내며, yi는 i번째 샘플링 시의 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 위상의 사인 함수 값을 나타낼 수 있다.

[수학식 5]

여기서, zi'는 i번째 샘플링된 회전 가속도 값을 나타내며, M'는 회전 가속도의 진폭과 cosα의 곱을 나타내며, xi'는 i번째 샘플링 시의 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 위상의 코사인 함수 값을 나타내며, N'는 회전 가속도의 진폭과 sinα의 곱을 나타내며, yi'는 i번째 샘플링 시의 목표 속도에 추가된 정현파 파형의 위상의 사인 함수 값을 나타낼 수 있다.

프로세서(190)는 구동 전류 값의 샘플링을 통하여 샘플링된 구동 전류 값 zi와 정현파 파형의 위상의 코사인 함수 값 xi와 정현파 파형의 위상의 사인 함수 값 yi을 각각 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 구동 전류 값의 샘플링을 통하여 (z1, x1, y1), (z2, x2, y2), (z3, x3, y3) ... (zi, xi, yi)를 획득할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 최소제곱법(least squares)을 이용하여 [수학식 4]의 M와 N의 값을 식별할 수 있다. 프로세서(190)는 (z1, x1, y1), (z2, x2, y2), (z3, x3, y3) ... (zi, xi, yi)이 부여된 [수학식 4]에 최소제곱법을 적용함으로써 M과 N의 값을 식별할 수 있다.

다른 예로, 프로세서(190)는 회귀적 최소제곱법(recursive least square)을 이용하여 [수학식 4]의 M와 N의 값을 식별할 수 있다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 프로세서(190)는, 시각 T4, T5, T6, T7에서 최소제곱법을 이용하여 회귀적 최소제곱법을 적용하기 위한 파라미터들을 초기화할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 프로세서(190)는, 시각 T8에서, 앞서 시각 T4, T5, T6, T7에서 초기화된 파라미터들을 적용하여 회구적 최소제곱법을 이용하여 M 값과 N 값을 식별할 수 있다.

M는 구동 전류의 진폭과 cosα의 곱을 나타내며 N는 구동 전류의 진폭과 sinα의 곱을 나타내므로, 프로세서(190)는 [수학식 6]을 이용하여 구동 전류의 진폭 I를 식별할 수 있다.

[수학식 6]

여기서, I는 구동 전류의 진폭을 나타내며, M는 구동 전류의 진폭과 cosα의 곱을 나타내며 N는 구동 전류의 진폭과 sinα의 곱을 나타낼 수 있다.

또한, 프로세서(190)는 회전 가속도 값의 샘플링을 통하여 샘플링된 회전 가속도 값 zi'와 정현파 파형의 위상의 코사인 함수 값 xi'와 정현파 파형의 위상의 사인 함수 값 yi'을 각각 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 회전 가속도 값의 샘플링을 통하여 (z1', x1', y1'), (z2', x2', y2'), (z3', x3', y3') ... (zi', xi', yi')를 획득할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 최소제곱법을 이용하여 [수학식 5]의 M'와 N'의 값을 식별할 수 있다. 프로세서(190)는 (z1', x1', y1), (z2', x2', y2'), (z3', x3', y3') ... (zi', xi', yi')이 부여된 [수학식 5]에 최소제곱법을 적용함으로써 M'과 N'의 값을 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는 회귀적 최소제곱법을 이용하여 [수학식 5]의 M'와 N'의 값을 식별할 수 있다. 이후, 프로세서(190)는 [수학식 7]을 이용하여 회전 가속도의 진폭 A를 식별할 수 있다.

[수학식 7]

여기서, A는 회전 가속도의 진폭을 나타내며, M'는 회전 가속도의 진폭과 cosα의 곱을 나타내며 N'는 회전 가속도의 진폭과 sinα의 곱을 나타낼 수 있다.

이처럼, 프로세서(190)는, 샘플링된 구동 전류 값과 샘플링된 회전 가속도 값에 기초하여, 최소제곱법 또는 회귀적 최소제곱법을 이용하여, 구동 전류의 진폭과 회전 가속도의 진폭을 식별할 수 있다.

프로세서(190)는 회전 가속도의 진폭에 대한 구동 전류의 진폭의 비율에 기초하여 드럼(130)과 세탁물의 관성 모멘트를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 [수학식 8]을 이용하여 관성 모멘트를 식별할 수 있다.

[수학식 8]

여기서, J는 관성 모멘트를 나타내며, Kt는 모터 토크 상수(Motor torque constant)를 나타내며, I는 구동 전류의 진폭을 나타내며, A는 회전 가속도의 진폭을 나타낼 수 있다.

프로세서(190)는 드럼(130)과 세탁물의 관성 모멘트에 기초하여 부하의 크기(드럼에 수용된 세탁물의 무게)를 식별할 수 있다.

뿐만 아니라, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우 프로세서(190)는 회전 가속도의 진폭에 기초하여 드럼(130)과 세탁물의 관성 모멘트를 식별할 수 있다.

예를 들어, [수학식 8]에서 모터 토크 상수 Kt는 알려진 상수이므로, [수학식 8]의 우변의 연산 값은 관성 모멘트 J에 비례할 수 있다.

따라서, 프로세서(190)는 회전 가속도의 진폭 A으로부터 관성 모멘트 J를 연산할 수 있다. 또한, 프로세서(190)는 복수의 [수학식 8]의 우변의 연산 값과 그에 각각 대응하는 복수의 관성 모멘트 J를 포함하는 룩업 테이블을 저장할 수 있으며, 룩업 테이블을 이용하여 구동 전류의 진폭 I와 회전 가속도의 진폭 A으로부터 관성 모멘트 J를 식별할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 모터(140)에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하고, 회전자(143)의 회전 가속도에 기초하여 부하의 크기를 식별할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)의 회전 속도의 변화를 최소화하면서 부하의 크기를 식별할 수 있다. 그에 의하여, 세탁기(100)는 저속 구간 뿐만 아니라고 고속 구간에서도 부하의 크기를 식별할 수 있다.

도 13은 일 실시예에 의한 세탁기가 세탁 및 헹굼을 위한 수위를 설정하는 방법을 도시한다.

도 13과 함께, 세탁기(100)의 세탁/헹굼 수위를 설정하는 방법(1100)이 설명된다.

세탁기(100)는 모터(140)를 제1 속도로 회전시킬 수 있다(1110).

프로세서(190)는, 세탁기(100)의 동작을 시작하기 위한 사용자 입력에 응답하여, 모터(140)를 제1 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)에 목표 속도 명령을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)가 제1 속도까지 가속되도록 모터 드라이브(200)에 단계적으로 또는 선형적으로 또는 점진적으로 증가하는 목표 속도 명령을 제공할 수 있다. 여기서, 제1 속도는 드럼(130)에 수용된 건조 부하(세탁을 위한 물을 흡수하지 않은 세탁물의 무게)를 측정하기 위한 드럼(130)의 회전 속도일 수 있다. 예를 들어, 제1 속도는, 터브(120)의 진동 및 소음을 방지 또는 억제하기 위하여, 터브(120)의 공진 주파수에 대응하는 회전 속도보다 작을 수 있다.

공진은 드럼(130)의 회전에 의하여 터브(120)의 진동이 매우 커지는 현상으로, 특정한 드럼(130)의 회전 속도에서 터브(120)의 진동이 증폭될 수 있다. 공진은, 제1 공진 구간에서 발생하는 제1 공진과, 제2 공진 구간에서 발생하는 제2 공진을 포함할 수 있다. 제1 공진에서 터브(120) 전체가 좌우로 진동할 수 있으며, 제2 공진에서 터브(120)의 상부(전부)와 하부(후부)가 서로 반대 방향으로 진동할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1120).

동작 1120은 도 7에 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 파형이 중첩되도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제1 부하의 크기를 식별할 수 있다(1130).

동작 1130은 도 7에 도시된 동작 1040 및 동작 1050과 동일할 수 있다. 예를 들어, 모터 드라이브(200)는, 샘플링 주기마다, 구동 전류의 값과 회전자(143)의 회전 속도의 값을 프로세서(190)에 제공할 수 있다. 프로세서(190)는, 회전자(143)의 회전 속도의 값의 미분 값에 기초하여, 회전자(143)의 회전 가속도 값을 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(190)는, 샘플링 주기마다 획득된 구동 전류 값 및 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 건조 부하의 크기를 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는 샘플링 주기마다 획득된 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 건조 부하의 크기를 식별할 수 있다.

세탁기(100)는 제1 부하의 크기(건조 부하의 무게)에 기초하여 터브(120)의 수위를 설정하고(1140), 설정된 수위에 기초하여 터브(120)에 물을 공급할 수 있다(1150).

프로세서(190)는, 건조 부하의 크기와 그에 대응하는 터브(120)의 수위를 포함하는 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 프로세서(190)는 룩업 테이블을 이용하여 측정된 제1 부하의 크기에 대응하는 터브(120)의 설정 수위를 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는, 모터(140)의 회전 가속도의 진폭과 그에 대응하는 터브(120)의 수위를 포함하는 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 프로세서(190)는 룩업 테이블을 이용하여 측정된 회전 가속도의 진폭에 대응하는 터브(120)의 설정 수위를 식별할 수 있다.

프로세서(190)는, 터브(120)에 물을 공급하도록 급수 장치(150)를 제어할 수 있다. 프로세서(190)는 터브(120)에 물을 공급하는 중에 수위 센서(170)의 출력에 기초하여, 터브(120)의 수위를 식별할 수 있다. 프로세서(190)는, 터브(120)의 수위가 설정 수위 이상인 것에 응답하여, 터브(120)에 물을 공급하는 것을 중지할 수 있다.

세탁기(100)는 세탁 또는 헹굼을 수행할 수 있다(1160).

터브(120)에 설정 수위까지 물을 공급한 이후, 프로세서(190)는 세탁 또는 헹굼을 수행하도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)가 드럼(130) 또는 펄세이터(133)를 세탁/헹굼을 위한 회전 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는, 세탁물을 세탁하기 위한 동작을 개시하기 전에 정현파 전류를 모터(140)에 공급함으로써, 건조 부하를 측정할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기(100)는, 드럼(130)의 회전 속도가 터브(120)의 공진 영역에 진입하는 것 없이, 건조 부하를 측정할 수 있다.

도 14는 일 실시예에 의한 세탁기의 부하에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별하는 방법을 도시한다. 도 15는 도 14에 도시된 방법에 의한 회전 속도, 회전 가속도 및 구동 전류를 도시한다.

도 14 및 도 15와 함께, 드럼(130)에 수용된 세탁물 중에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별하는 방법(1200)이 설명된다.

세탁기(100)는 모터(140)를 제2 속도로 회전시킬 수 있다(1210).

앞서 도 13에서 설명된 바와 같이, 프로세서(190)는, 세탁 또는 헹굼을 수행하기 위하여, 터브(120)에 물을 공급할 수 있다. 프로세서(190)는, 세탁 또는 헹굼이 완료된 것에 기초하여, 터브(120)에 수용된 물을 외부로 배출하도록 배수 장치(160)를 제어할 수 있다.

프로세서(190)는, 배수 중에 터브(120)의 수위가 기준 수위(예를 들어, "0") 이하인 것에 응답하여, 드럼(130)을 제2 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)가 제2 속도까지 가속되도록 모터 드라이브(200)에 단계적으로 또는 선형적으로 또는 점진적으로 증가하는 목표 속도 명령을 제공할 수 있다. 여기서, 제2 속도는 드럼(130)에 수용된 습윤 부하(세탁을 위한 물을 흡수한 세탁물의 무게)를 측정하기 위한 드럼(130)의 회전 속도일 수 있다. 예를 들어, 제2 속도는, 터브(120)의 진동 및 소음을 방지 또는 억제하기 위하여, 터브(120)의 제1 공진 구간에 대응하는 회전 속도보다 작거나 또는 제1 공진 구간에 대응하는 회전 속도보다 클 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T1에서 시각 T2 사이에 모터(140)의 회전 속도가 제2 속도 V2에 도달하도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T1에서 시각 T2 사이에 모터(140)의 회전 속도를 증가시키기 위한 제1 구동 전류 I1을 모터(140)에 제공할 수 있다. 제1 구동 전류 I1에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T1에서 시각 T2 사이에서 제1 가속도 A1으로 증가할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1220).

동작 1220은 도 7에 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 파형이 중첩되도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령 또는 부하 측정을 위한 부하 측정 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 전류를 포함하는 제2 구동 전류 I2를 모터(140)에 공급할 수 있다. 제2 구동 전류 I2에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 형태의 제2 가속도 A2가 될 수 있다.

세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제2 부하의 크기를 식별할 수 있다(1230).

동작 1230은 도 7에 도시된 동작 1040 및 동작 1050과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 샘플링 주기마다 획득된 구동 전류 값 및 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 제2 부하(습윤 부하)의 크기를 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는 샘플링 주기마다 획득된 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 제2 부하(습윤 부하)의 크기를 식별할 수 있다.

제2 부하(습윤 부하)는 세탁 또는 헹굼을 위한 물을 흡수한 세탁물의 무게를 나타낼 수 있다. 따라서, 제2 부하는 물을 흡수하지 않은 세탁물의 무게를 나타내는 제1 부하(건조 부하)보다 클 수 있다.

세탁기(100)는 제2 부하의 크기에 기초하여 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다(1240).

프로세서(190)는, 건조 부하(제1 부하)와 습윤 부하(제2 부하) 사이의 비교에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다.

세탁물에 방수 직물이 포함되지 않은 경우, 제1 부하에 대한 제2 부하의 비율은 미리 정해진 범위 이내일 수 있다. 통상의 직물(의류 및 침구류 포함)은 무제한으로 물을 흡수하지 못하며, 특정한 범위의 흡수율에 따라 물을 흡수할 수 있다. 다시 말해, 마른 직물의 무게에 대한 젖은 직물의 무게의 비율은 미리 정해진 값(예를 들어, 통상의 직물의 최대 흡수율)보다 작을 수 있다.

반면, 세탁물에 방수 직물이 포함된 경우, 제1 부하에 대한 제2 부하의 비율은 미리 정해진 범위를 벗어날 수 있다. 방수 직물은 세탁 또는 헹굼 중에 공급된 물을 가둘 수 있다. 따라서, 마른 방수 직물의 무게에 대한 물을 가둔 방수 직물의 무게의 비율은 미리 정해진 값(예를 들어, 통상의 직물의 최대 흡수율)보다 클 수 있다.

따라서, 프로세서(190)는, 제1 부하의 크기에 대한 제2 부하의 크기의 비율에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 [수학식 9]에 기초하여 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다.

[수학식 9]

여기서, J2는 제2 부하(습윤 부하)를 나타내며, J1은 제1 부하(건조 부하)를 나타내며, R1은 통상 직물의 최대 흡수율을 나타내며, J0는 상수를 나타낼 수 있다.

프로세서(190)는, [수학식 9]의 부등호가 만족된 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함된 것을 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 제1 부하에 대한 제2 부하의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 큰 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함된 것을 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는, [수학식 9]의 부등호가 만족되지 아니한 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되지 아니한 것을 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 제1 부하에 대한 제2 부하의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 작거나 같은 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되지 아니한 것을 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는 건조 부하에 의한 회전 가속도와 습윤 부하의 회전 가속도에 기초하여 세탁물에 방수 직물이 포함되지 아니한 것을 식별할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 습윤 부하의 회전 가속도의 진폭에 대한 건조 부하에 의한 회전 가속도의 진폭의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 큰 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함된 것을 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(190)는 습윤 부하의 회전 가속도의 진폭에 대한 건조 부하에 의한 회전 가속도의 진폭의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 작거나 같은 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되지 아니한 것을 식별할 수 있다.

세탁물이 방수 직물을 포함하지 아니한 것이 판단되면(1240의 아니오), 세탁기(100)는 제3 속도로 모터를 회전시킬 수 있다(1250).

프로세서(190)는, 세탁물이 방수 직물을 포함하지 아니한 것이 판단된 것에 기초하여, 드럼(130)을 제3 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 여기서, 제3 속도는 제2 속도보다 크며, 드럼(130)에 수용된 습윤 부하를 측정하기 위한 드럼(130)의 회전 속도일 수 있다. 예를 들어, 제3 속도는 터브(120)의 제1 공진 구간과 제2 공진 구간 사이 회전 속도이거나 또는 제2 공진 구간에 대응하는 회전 속도보다 클 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T3에서 시각 T4 사이에 모터(140)의 회전 속도가 제3 속도 V3에 도달하도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T3에서 시각 T4 사이에 모터(140)의 회전 속도를 증가시키기 위한 제3 구동 전류 I3을 모터(140)에 제공할 수 있다. 제3 구동 전류 I3에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T3에서 시각 T4 사이에서 제3 가속도 A3로 증가할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1260).

동작 1260은 도 7에 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 파형이 중첩되도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T4에서 시각 T5 사이에 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령 또는 부하 측정을 위한 부하 측정 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T4에서 시각 T5 사이에 정현파 전류를 포함하는 제4 구동 전류 I4를 모터(140)에 공급할 수 있다. 제4 구동 전류 I4에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T4에서 시각 T5 사이에 정현파 형태의 제4 가속도 A4가 될 수 있다.

세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제3 부하의 크기를 식별할 수 있다(1270).

동작 1270은 도 7에 도시된 동작 1040 및 동작 1050과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 샘플링 주기마다 획득된 구동 전류 값 및 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 제3 부하(습윤 부하)의 크기를 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는, 샘플링 주기마다 획득된 회전 가속도 값에 기초하여 드럼(130)에 수용된 제3 부하(습윤 부하)의 크기를 식별할 수 있다.

제3 부하(습윤 부하)는 드럼(130)이 제3 속도 V3로 회전하는 중에 측정된 세탁물의 무게를 나타낼 수 있다. 드럼(130)의 회전으로 인하여 물의 일부는 세탁물로부터 분리될 수 있다. 따라서, 제3 부하는 드럼(130)이 제3 속도 V3보다 작은 제2 속도 V2로 회전하는 중에 측정된 제2 부하보다 작을 수 있다.

세탁기(100)는 제3 부하의 크기에 기초하여 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다(1280).

프로세서(190)는, 건조 부하(제1 부하)와 습윤 부하(제3 부하) 사이의 비교에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되었는지 여부를 식별할 수 있다.

동작 1280는 동작 1240와 유사할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는, 제1 부하에 대한 제3 부하의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 큰 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함된 것을 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(190)는, 제1 부하에 대한 제2 부하의 비율이 통상 직물의 최대 흡수율보다 작거나 같은 것에 기초하여, 세탁물에 방수 직물이 포함되지 아니한 것을 식별할 수 있다.

세탁물이 방수 직물을 포함하지 아니한 것이 판단되면(1280의 아니오), 세탁기(100)는 제4 속도로 모터를 회전시킬 수 있다(1290).

프로세서(190)는, 세탁물이 방수 직물을 포함하지 아니한 것이 판단된 것에 기초하여, 드럼(130)을 제4 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

여기서, 제4 속도는 방수 직물을 포함하지 않는 세탁물을 탈수하기 위한 드럼(130)의 회전 속도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제4 속도는 대략 1000 rpm 이상일 수 있다.

세탁물이 방수 직물을 포함하는 것이 판단되면(1240의 예 또는 1280의 예), 세탁기(100)는 제4 속도로 모터를 회전시킬 수 있다(1295).

프로세서(190)는, 세탁물이 방수 직물을 포함한 것이 판단된 것에 기초하여, 드럼(130)을 제5 속도로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

여기서, 제5 속도는 방수 직물을 포함하는 세탁물을 탈수하기 위한 드럼(130)의 회전 속도를 나타낼 수 있으며, 제4 속도보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제4 속도는 대략 500 rpm 일 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 탈수를 위하여 드럼(130)을 회전시키는 중에 습윤 부하의 크기를 식별할 수 있다. 또한, 세탁기(100)는 건조 부하와 습윤 부하 사이의 비교에 기초하여 세탁물이 방수 직물을 포함하는지 여부를 식별할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기(100)는 방수 직물에 의한 부하 편중(unbalance)로 인하여 드럼(130)이 진동하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.

도 16은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 세탁물의 수분율을 식별하는 방법을 도시한다. 도 17는 도 16에 도시된 방법에 의한 회전 속도, 회전 가속도 및 구동 전류를 도시한다.

도 16 및 도 17과 함께, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 수분율을 식별하는 방법(1300)이 설명된다.

세탁기(100)는 모터(140)를 제4 속도(또는 제5 속도)로 회전시킬 수 있다(1310).

프로세서(190)는, 탈수 중에, 드럼(130)을 제4 속도(또는 제5 속도)로 회전시키도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 여기서, 제4 속도(또는 제5 속도)는 세탁물로부터 물을 분리하기 위한 최종 회전 속도(최대 회전 속도)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 세탁물에 방수 직물이 포함되지 않은 경우, 프로세서(190)는 모터(140)를 1000 rpm 이상으로 회전시킬 수 있다. 또한, 세탁물에 방수 직물이 포함된 경우, 프로세서(190)는 모터(140)를 대략 500 rpm로 회전시킬 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T1에서 시각 T2 사이에 모터(140)의 회전 속도가 제4 속도 V4에 도달하도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T1에서 시각 T2 사이에 모터(140)의 회전 속도를 증가시키기 위한 제5 구동 전류 I5을 모터(140)에 제공할 수 있다. 제5 구동 전류 I5에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T1에서 시각 T2 사이에서 제5 가속도 A5로 증가할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1320).

동작 1320은 도 7에 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 파형이 중첩되도록 모터 드라이브(200)를 제어할 수 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 프로세서(190)는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 명령 또는 부하 측정을 위한 부하 측정 명령을 모터 드라이브(200)에 제공할 수 있다. 모터 드라이브(200)는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 전류를 포함하는 제6 구동 전류 I6을 모터(140)에 공급할 수 있다. 제6 구동 전류 I6에 응답하여, 모터(140)의 회전 가속도는 시각 T2에서 시각 T3 사이에 정현파 형태의 제6 가속도 A6가 될 수 있다.

세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제4 부하의 크기를 식별할 수 있다(1330).

동작 1330은 도 7에 도시된 동작 1040 및 동작 1050과 동일할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는, 샘플링 주기마다 획득된 구동 전류 값 및 회전 가속도 값에 기초하여 탈수된 제4 부하의 크기를 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는 샘플링 주기마다 획득된 회전 가속도 값에 기초하여 제4 부하의 크기를 식별할 수 있다.

제4 부하는 고속으로 회전하는 드럼(130)에 의하여 물이 분리된 세탁물의 무게를 나타낼 수 있다. 따라서, 제4 부하는 물을 흡수하지 않는 세탁물의 무게를 나타내는 제1 부하보다 크고, 탈수 전의 세탁물의 무게를 나타내는 제2 부하 또는 제3 부하보다 작을 수 있다.

세탁기(100)는 제4 부하의 크기에 기초하여 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다(1340).

프로세서(190)는, 제1 부하와 제4 부하 사이의 비교에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

세탁물의 탈수가 진행됨에 따라 제4 부하의 크기가 감소할 수 있다. 또한 세탁물의 탈수가 진행됨에 따라 제1 부하의 크기에 대한 제4 부하의 크기의 비율이 감소할 수 있다.

따라서, 프로세서(190)는, 제1 부하의 크기에 대한 제4 부하의 크기의 비율에 기초하여, 세탁물가 탈수된 정도를 식별할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는 [수학식 10]에 기초하여 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

[수학식 10]

여기서, J4는 제4 부하를 나타내며, J1은 제1 부하(건조 부하)를 나타내며, R2은 탈수를 종료하기 위한 기준 수분율을 나타내며, J0는 상수를 나타낼 수 있다.

프로세서(190)는, [수학식 10]의 부등호가 만족된 것에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수된 것을 식별할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(190)는, 탈수된 부하에 포함된 물의 중량 비율이 기준 수분율보다 작은 것에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수된 것을 식별할 수 있다.

또한, 프로세서(190)는, [수학식 10]의 부등호가 만족되지 아니한 것에 기초하여, 세탁물의 추가 탈수가 필요한 것을 식별할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(190)는, 탈수된 부하에 포함된 물의 중량 비율이 기준 수분율보다 큰 것에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수되지 아니한 것을 식별할 수 있다.

또한, 구동 전류에 미리 정해진 진폭을 가지는 정현파 전류가 추가되는 경우, 프로세서(190)는 건조 부하에 의한 회전 가속도와 습윤 부하의 회전 가속도에 기초하여 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

세탁물이 충분히 탈수된 것이 식별되지 아니하면(1340의 아니오), 세탁기(100)는, 제4 부하를 다시 식별하고 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별하는 것을 반복할 수 있다.

세탁물이 충분히 탈수된 것이 식별되면(1340의 예), 세탁기(100)는 모터(140)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다(1350).

프로세서(190)는, 탈수된 부하에 포함된 물의 중량 비율이 기준 수분율보다 작은 것에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수된 것을 식별할 수 있다. 따라서, 프로세서(190)는 탈수를 종료할 수 있다. 그에 의하여, 탈수에 의한 전력 소비가 감소될 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 세탁기(100)는 탈수 중에 부하의 크기를 식별할 수 있다. 또한, 세탁기(100)는 탈수 중에 식별된 부하의 크기에 기초하여 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기(100)는, 세탁물이 탈수된 정도에 따라 탈수를 조기에 종료할 수 있으며, 그에 의하여 탈수에 의한 전력 소비가 감소될 수 있다.

도 18은 일 실시예에 의한 세탁기의 탈수 중에 세탁물의 수분율을 식별하는 방법을 도시한다.

도 18과 함께, 드럼(130)에 수용된 세탁물의 수분율을 식별하는 방법(1400)이 설명된다.

세탁기(100)는 모터(140)를 제4 속도로 회전시킬 수 있다(1410). 세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1420). 세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제4 부하의 크기를 식별할 수 있다(1430).

동작 1410, 동작 1420 및 동작 1430은 각각 도 16에 도시된 동작 1310, 동작 1320 및 동작 1330과 동일할 수 있다.

세탁기(100)는 모터(140)를 제6 속도로 회전시킬 수 있다(1440). 세탁기(100)는 모터(140)에 공급되는 구동 전류에 정현파 전류를 추가할 수 있다(1450). 세탁기(100)는 구동 전류 및 회전 가속도에 기초하여 제5 부하의 크기를 식별할 수 있다(1460).

여기서, 제6 속도는 제4 속도와 상이하거나 또는 동일할 수 있다.

동작 1440, 동작 1450 및 동작 1460은 각각 도 16에 도시된 동작 1310, 동작 1320 및 동작 1330과 동일할 수 있다.

세탁기(100)는 제4 부하의 크기와 제5 부하의 크기에 기초하여 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다(1470).

프로세서(190)는, 제4 부하와 제5 부하 사이의 비교에 기초하여, 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

세탁물의 탈수가 진행됨에 따라 습윤 부하의 크기가 감소할 수 있다. 다시 말해, 제5 부하의 크기는 제4 부하의 크기보다 작을 수 있다.

이때, 제4 부하의 크기와 제5 부하의 크기 사이의 차이가 작은 것은 드럼(130)의 회전에 의한 탈수가 포화되었음을 나타낼 수 있다. 따라서, 제4 부하의 크기와 제5 부하의 크기 사이의 차이가 작으면, 프로세서(190)는, 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(190)는, 제4 부하의 크기에 대한 제4 부하의 크기와 제5 부하의 크기 사이의 차이의 비율이 기준 값보다 작으면, 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별할 수 있다.

세탁물이 충분히 탈수된 것이 식별되지 아니하면(1470의 아니오), 세탁기(100)는, 제4 부하 및 제5 부하를 다시 식별하고 세탁물이 충분히 탈수되었는지 여부를 식별하는 것을 반복할 수 있다.

세탁물이 충분히 탈수된 것이 식별되면(1470의 예), 세탁기(100)는 모터(140)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다(1480).

프로세서(190)는 탈수를 종료할 수 있다.

일 실시예에 의한 세탁기는, 드럼; 회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터; 상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및 상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 모터를 목표 속도로 회전시키고, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 모터의 회전 속도를 상기 목표 속도의 5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 명령어를 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 탈수 중의 상기 모터의 회전 속도의 0.5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 명령어를 저장할 수 있다.

이처럼 부하의 크기를 판단하는 동안 모터의 회전 속도의 변화가 최소화되므로, 세탁기는 저속 구간 뿐만 아니라 고속 구간에서도 부하의 크기를 식별할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 정현파 전류를 포함하는 구동 전류에 의하여 유발되는 상기 모터의 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브에 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 신호를 제공하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기는, 고속 구간에서 부하의 크기를 측정하기 위한 부품을 추가하는 것 없이, 구동 전류의 주기적 변화에 의하여 고속 구간에서도 부하의 크기를 식별할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 드럼에 물을 공급하기 이전에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제1 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 제1 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제1 회전 속도의 값에 기초하여 상기 드럼에 공급하는 물의 양을 조절하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기는, 건조 부하의 크기를 측정하기 위한 동작으로 인하여 소음 및 진동이 발생하는 것 없이, 대략 정해진 속도에서 건조 부하의 크기를 측정할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 드럼에 물을 공급한 이후에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제2 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 제2 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제2 회전 속도의 값에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 제2 회전 속도의 값에 대한 상기 제1 회전 속도의 값의 비율에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 모터의 제1 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 건조 부하의 크기를 식별하고, 상기 모터의 제2 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 습윤 부하의 크기를 식별하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기는, 건조 부하의 크기와 습윤 하의 크기의 비교에 기초하여, 드럼에 방수 세탁물이 수용되었는지 여부를 식별할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 제1 기준 값 미만인 것에 기초하여 상기 모터를 제1 속도로 회전시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 상기 제1 기준 값 이상인 것에 기초하여 상기 모터를 상기 제1 속도보다 작은 제2 속도로 회전시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 저장할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기는 탈수 중의 드럼의 회전 속도를 제어함으로써 방수 세탁물에 의한 진동 및 소음을 저감할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 모터를 탈수를 위한 제3 속도로 회전시키는 중에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제3 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 제3 구동 전류로 인하여 유발되는 정현파 파형을 포함하는 상기 모터의 제3 회전 속도의 값에 기초하여 상기 드럼의 탈수된 부하의 크기를 식별하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 탈수된 부하의 크기에 기초하여, 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 탈수된 부하의 크기의 비율이 제2 기준 값 미만인 것에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 감소시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하고, 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 탈수된 부하의 크기의 비율이 제2 기준 값 이상인 것에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 유지시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 더 저장할 수 있다.

그에 의하여, 세탁기는, 최소 속도로 탈수 중에 드럼의 회전 속도의 변화를 최소화하면서, 탈수가 완료되는지 여부를 식별할 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
110: 컨트롤 패널 111: 입력 버튼
112: 디스플레이 120: 터브
121: 터브 측벽 122: 터브 밑면
130: 드럼 131: 드럼 측벽
131a: 통공 131b: 리프터
132: 드럼 밑면 133: 펄세이터
140: 모터 141: 회전축
142: 고정자 143: 회전자
145: 클러치 145a: 내측 샤프트
145b: 외측 샤프트 150: 급수 장치
151: 급수 도관 152: 급수 밸브
155: 세제 공급 장치 156: 세제 함
157: 혼합 도관 160: 배수 장치
161: 배수 도관 162: 배수 밸브
163: 배수 펌프 170: 수위 센서
180: 센서 190: 프로세서
192: 메모리 200: 모터 드라이브
210: 정류 회로 220: 직류 링크 회로
230: 인버터 회로 240: 전류 센서
250: 드라이브 프로세서 251: 속도 연산기
252: 입력 좌표 변환기 253: 속도 제어기
254: 전류 제어기 255: 출력 좌표 변환기
256: 펄스 폭 변조기 260: 게이트 모터 드라이브
270: 위치 센서

Claims

드럼;
회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터;
상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및
상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 모터를 목표 속도로 회전시키고,
상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 모터의 회전 속도를 상기 목표 속도의 5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 명령어를 저장하는 세탁기.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
탈수 중의 상기 모터의 회전 속도의 0.5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 명령어를 저장하는 세탁기.
제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 정현파 전류를 포함하는 구동 전류에 의하여 유발되는 상기 모터의 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브에 정현파 파형을 포함하는 목표 속도 신호를 제공하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 부하의 크기에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 드럼에 물을 공급하기 이전에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제1 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 제1 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제1 회전 속도의 값에 기초하여 상기 드럼에 공급하는 물의 양을 조절하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
제7항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 드럼에 물을 공급한 이후에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제2 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 제2 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제2 회전 속도의 값에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 제2 회전 속도의 값에 대한 상기 제1 회전 속도의 값의 비율에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제8항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 모터의 제1 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 건조 부하의 크기를 식별하고,
상기 모터의 제2 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 습윤 부하의 크기를 식별하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제10항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 제1 기준 값 미만인 것에 기초하여 상기 모터를 제1 속도로 회전시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 상기 제1 기준 값 이상인 것에 기초하여 상기 모터를 상기 제1 속도보다 작은 제2 속도로 회전시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 저장하는 세탁기.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 모터를 탈수를 위한 제3 속도로 회전시키는 중에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제3 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 제3 구동 전류로 인하여 유발되는 정현파 파형을 포함하는 상기 모터의 제3 회전 속도의 값에 기초하여 상기 드럼의 탈수된 부하의 크기를 식별하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
제12항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 탈수된 부하의 크기에 기초하여, 상기 모터의 회전 속도를 제어하도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
제13항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 탈수된 부하의 크기의 비율이 제2 기준 값 미만인 것에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 감소시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 탈수된 부하의 크기의 비율이 제2 기준 값 이상인 것에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 유지시키도록 상기 모터 드라이브를 제어하는 명령어를 더 저장하는 세탁기.
회전축을 통하여 드럼과 연결된 모터를 목표 속도로 회전시키고;
상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키고;
상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 동안 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하고;
상기 부하의 크기에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 것은,
상기 모터의 회전 속도를 상기 목표 속도의 5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 것은,
탈수 중의 상기 모터의 회전 속도의 0.5% 범위 이내에서 주기적으로 변화시키는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 모터의 회전 속도를 정해진 범위 내에서 변화시키는 것은,
회전축을 통하여 드럼과 연결된 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하고;
상기 정현파 전류를 포함하는 구동 전류에 의하여 유발되는 상기 모터의 회전 속도를 식별하고;
상기 회전 속도의 변화에 기초하여, 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제18항에 있어서, 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 식별하는 것은,
상기 회전 속도의 변화에 기초한 상기 회전 가속도와 상기 구동 전류에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 식별하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제18항에 있어서, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것은,
상기 드럼에 물을 공급하기 이전에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제1 구동 전류를 공급하고,
상기 드럼에 물을 공급한 이후에 상기 드럼에 물을 공급하기 이전에 상기 모터에 상기 정현파 전류를 포함하는 제2 구동 전류를 공급하고,
상기 제1 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제1 회전 속도와 상기 제2 구동 전류로 인하여 유발되는 상기 모터의 제2 회전 속도에 기초하여, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제20항에 있어서, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것은,
상기 모터의 제1 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 건조 부하의 크기를 식별하고,
상기 모터의 제2 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 습윤 부하의 크기를 식별하고,
상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 제1 기준 값 미만인 것에 기초하여 상기 모터를 제1 속도로 회전시키고,
상기 상기 건조 부하의 크기에 대한 상기 습윤 부하의 크기의 비율이 상기 제1 기준 값 이상인 것에 기초하여 상기 모터를 상기 제1 속도보다 작은 제2 속도로 회전시키는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
드럼;
회전축을 통하여 상기 드럼과 연결된 모터;
상기 모터와 작동적으로 연결된 모터 드라이브; 및
상기 모터 드라이브와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 모터에 정현파 전류를 포함하는 구동 전류를 공급하도록 상기 모터 드라이브를 제어하고,
상기 정현파 전류를 포함하는 구동 전류에 의하여 유발되는 상기 모터의 회전 속도의 변화에 기초하여 상기 드럼에 수용된 부하의 크기를 판단하는 명령어를 저장하는 세탁기.