KR100320667B1 - 드럼식세탁기 - Google Patents

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니시무로 타이죠
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Abstract

본 발명은 회전 드럼 내에 넣어진 세탁물량인 부하량을 정확하게 측정할 수 있는 드럼식 세탁기에 관한 것으로서, 모터의 회전수가 제 1 소정 회전수 3000rpm에서 제 2 소정 회전수 4000rpm까지 가속하기까지의 가속시간(△t1)을 측정하고(스텝(130∼230)), 그 다음 모터로의 통전을 끊은 자유 회전 상태의 감속 중에 있어서 회전수가 제 2 소정 회전수 4000rpm에서 제 1 소정 회전수 3000rpm까지 감속하기까지의 감속시간(△t2)을 계측하고(스텝(140∼290)), 이 계측한 가속시간(△t1)과 감속시간(△t2) 및 회전수의 차에 기초하여 가속시 및 감속시의 회전 각가속도를 산출하여, 이 회전 각가속도에 기초하여 세탁물의 관성 모멘트를 산출하고(스텝(330)), 이 관성 모멘트로부터 세탁물량을 산출함으로써, 회전 드럼 내에 투입된 부하량을 정확하고 동시에 단시간에 측정할 수 있는 드럼식 세탁기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

드럼식 세탁기{DRUM WASHING MACHINE}
본 발명은 회전 드럼내에 넣어진 세탁물량인 부하량을 정확하게 측정할 수 있는 드럼식 세탁기에 관한 것이다.
종래 드럼식 세탁기에 있어서는 세탁물이 들어있는 회전 드럼을 회전시킨 때의 관성 모멘트를 측정하고, 이 관성 모멘트가 세탁량에 비례하고 있는 것을 이용하여 세탁물량, 즉 회전 드럼의 부하량을 구하고 있다.
더욱 상세하게는 회전 드럼의 가속시 및 감속시의 회전좌표계의 운동방정식은 각각 다음 수학식 1, 수학식 2에서 부여된다.
여기에서, "ICS"는 세탁물의 관성 모멘트, "IB"는 회전 드럼의 관성 모멘트, "ω"는 회전 드럼의 회전 각속도, "k"는 회전 드럼이 회전할 때의 공기의 점성 저항계수, "T"는 회전 드럼의 구동 토크(torque), "TL"은 토크의 손실분이다.
수학식 1에 나타내는 가속시의 운동방정식에서 세탁물의 관성 모멘트(ICS)는 다음 수학식과 같이 된다.
이 수학식에서 세탁물의 관성 모멘트를 산출하면, 상기 관성 모멘트에서 세탁물량을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 수학식 3에서 세탁물의 관성 모멘트를 산출하고, 이 관성 모멘트에서 세탁물량을 산출하는 종래 방법에 있어서는 토크 손실(TL)이 변동하는 경우, 동일 세탁물량이라도 회전 드럼의 회전수의 상승이 변동하고, 토크 손실이큰 때에는 세탁물량은 실제보다 크게 구해지고, 또 토크 손실이 작은 때에서는 세탁물량은 작게 구해지는 문제가 있다.
토크 손실은 베어링 손실이나 토크 전달벨트의 전달 손실 등의 고정 손실에 더하여, 세탁물의 편중에 기인하는 진동에 의한 손실에 의해 구성되지만, 토크 손실의 변동은 상기 고정 손실의 시간적 요인에 의한 변동, 즉 제품 출하시의 고정 손실과 사용기간이 경과한 시점에서의 고정 손실과의 차이에 의한 변동 및 토크 전달벨트의 온도 변화에 의한 벨트 장력의 변화에 따른 변동, 세탁물의 편중 상태의 차이에 의해 발생한다. 이렇게 토크 손실은 항상 변동하기 때문에 종래 방법으로는 세탁물량을 정확하게 구하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.
또, 드럼식 세탁기에 정격 이상으로 부하가 투입되어 있는 경우나 탈수조내의 부하의 균형이 나쁜 경우 등에는 탈수조를 소정의 회전 가속도까지 가속하는 데에 시간이 걸리기 때문에 세탁물량의 측정에 시간이 걸린다는 문제도 있다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 회전 드럼내에 투입된 부하량을 정확하게, 또한 단시간에 측정할 수 있는 드럼식 세탁기를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 드럼식 세탁기의 제어부의 회로구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 관성 모멘트와 세탁물 부하량의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 도 1에 도시한 드럼식 세탁기의 작용을 나타내는 플로우챠트,
도 4는 모터의 가속 중의 회전 각가속도와 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중의 회전 각가속도의 산출방법을 설명하기 위한, 시간에 대한 회전수를 나타내는 그래프,
도 5는 용량 오버시의 각가속도의 변화와 측정 타이밍을 나타내는 그래프,
도 6은 부하량 판정 행정의 시간 단축예를 나타내는 그래프,
도 7은 부하량 판정 행정의 다른 시간 단축예를 나타내는 그래프,
도 8은 탈수 행정중의 부하량 판정처리를 나타내는 도면,
도 9는 건조 예측시간을 산출하는 처리를 나타내는 플로우챠트 및
도 10은 모터의 가속 중의 회전 각가속도와 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중의 회전 각가속도의 다른 산출방법을 설명하기 위한, 시간에 대한 회전수를 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 제어회로 3: 모터
7: 홀IC 9: 급수밸브
13: 배수밸브 17: 수위센서
19: 표시기 21: 스위치
상기 목적을 달성하기 위해서 제 1 태양의 본 발명은 회전 드럼의 회전수 또는 회전 드럼을 구동하는 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단, 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수에 기초하여 회전 드럼의 가속 중에 있어서 설정 회전수 부근의 제 1 회전 각가속도를 산출하는 제 1 회전 각가속도 산출수단, 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수에 기초하여 상기 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 설정 회전수 부근의 제 2 회전 각가속도를 산출하는 제 2 회전 각가속도 산출수단 및 상기 제 1 및 제 2 회전 각가속도에 기초하여 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 부하량 판정수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 1 태양의 본 발명에 있어서는, 가속 중의 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 또한 모터로의 통전을 끊은 후의 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 제 2 회전 각가속도를 산출하고, 이 제 1 및 제 2 회전 각가속도에 기초하여 부하량인 세탁물량을 판정하고 있기 때문에 종래와 같이 토크 손실의 변동의 영향을 받지않고 정확하게 부하량을 판정할 수 있다.
또, 제 2 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서, 상기 제 1 회전 각가속도 산출수단이, 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 1 소정 회전수에서 제 2 소정 회전수까지 가속하기까지의 가속시간과, 상기 제 1 및 제 2 소정 회전수의 차이에 기초하여 상기 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 상기 제 2 회전 각가속도 산출수단은 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 2 소정 회전수에서 제 1 소정 회전수까지 감속하기까지의 감속시간과, 상기 제 1 및 제 2 소정회전수의 차이에 기초하여 상기 제 2 회전 각가속도를 산출하는 것을 요지로 한다.
제 2 태양의 본 발명에 있어서는, 회전수가 제 1 소정 회전수에서 제 2 소정 회전수까지 가속하기까지의 가속시간과, 제 1 및 제 2 소정 회전수의 차이에 기초하여 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 모터로의 통전을 끊은 자유회전상태의 감속 중에 있어서 회전수가 제 2 소정 회전수에서 제 1 소정 회전수까지 감속하기까지의 감속시간과, 제 1 및 제 2 소정 회전수의 차이에 기초하여 제 2 회전 각가속도를 산출하고 있다.
또한, 제 3 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서 상기 제 1 회전 각가속도 산출수단이, 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 1 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 상기 소정 시간에 기초하여 상기 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 상기 제 2 회전 각가속도 산출수단은, 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 2 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 상기 소정 시간에 기초하여 상기 제 2 회전 각가속도를 산출하는 것을 요지로 한다.
제 3 태양의 본 발명에 있어서는, 회전수가 제 1 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 소정 시간에 기초하여 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 회전수가 제 2 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 소정 시간에 기초하여 제 2 회전 각가속도를 산출하고 있다.
제 4 태양의 본 발명은 제 2 태양 또는 제 3 태양의 발명에 있어서, 상기 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 상기 제 2 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 상기 제 1 소정 회전수까지 감속하지 않는 경우에 경고를 실시하는 경고수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 4 태양의 본 발명에 있어서는, 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 회전수가 제 2 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 제 1 소정 회전수까지 감속하지 않는 경우에 경고를 실시하기 때문에 투입된 세탁물이 지나치게 많은 것을 알 수 있다.
또, 제 5 태양의 본 발명은 제 2 태양 또는 제 3 태양의 발명에 있어서, 상기 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 상기 제 1 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 상기 제 2 소정 회전수까지 가속하지 않는 경우에 경고를 실시하는 경고수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 5 태양의 본 발명에 있어서는, 모터의 가속 중에 있어서 회전수가 제 1 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 제 2 소정 회전수까지 가속하지 않는 경우에 경고를 실시하기 때문에 투입된 세탁물이 지나치게 많은 것을 알 수 있다.
또한, 제 6 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서, 상기 부하량 판정수단에 의한 부하량의 판정이 세탁개시 전에 실시되고, 상기 부하량 판정수단에 의한 부하량의 판정처리 종료후, 회전 드럼의 회전정지 전에 회전조로의 급수를 개시하는 급수 개시수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 6 태양의 본 발명에 있어서는, 부하량의 판정을 세탁 개시 전에 실시하고, 부하량의 판정처리 종료후, 회전 드럼의 회전정지 전에 회전조로 급수를 개시하기 때문에 세탁 개시까지의 시간을 단축할 수 있다.
제 7 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서, 상기 부하량 판정수단에서 판정된 부하량이 소정값 이하인 경우에 회전조에 급수를 개시하는 급수 개시수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 7 태양의 본 발명에 있어서는, 부하량 판정수단에서 판정된 부하량이 소정값 이하인 경우에 회전조에 급수를 개시하기 때문에 적절한 세탁을 실시할 수 있다.
또, 제 8 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서, 상기 제 1 회전 각가속도 산출수단이 상기 제 1 회전 각가속도를 산출한 후, 즉시 상기 모터로의 통전을 끊고, 회전 드럼을 자유회전 상태의 감속상태로 설정하는 감속상태 설정수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 8 태양의 본 발명에 있어서는, 제 1 회전 각가속도를 산출한 후, 즉시 모터로의 통전을 끊고, 회전 드럼을 자유회전 상태의 감속상태로 설정하기 때문에 부하량 판정처리의 시간을 단축할 수 있다.
또한, 제 9 태양의 본 발명은 제 1 태양의 발명에 있어서, 상기 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속상태에 있어서, 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 규정 회전수 이하로 저하한 경우 또는 소정 시간 경과한 경우에 상기 모터의 회전을 강제적으로 정지시키는 제동수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 9 태양의 본 발명에 있어서는 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속상태에 있어서 회전수가 규정 회전수 이하로 저하한 경우 또는 소정 시간 경과한 경우에 모터의 회전을 강제적으로 정지시키기 때문에 세탁시간을 단축할 수 있다.
제 10 태양의 본 발명은 세탁개시 전에 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 1 부하량 판정수단, 탈수 행정중의 소정 시간 경과 후에 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 2 부하량 판정수단, 상기 제 1 및 제 2 부하량 판정수단에서 판정한 양쪽 부하량에 기초하여 세탁물의 함수량을 산출하는 함수량 산출수단 및 상기 함수량 검출수단에서 검출한 함수량에 기초하여 건조시간을 예측하는 건조시간 예측수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 10 태양의 본 발명에 있어서는 세탁 개시 전에 판정한 부하량과 탈수 행정 중의 소정 시간 경과후에 판정한 부하량에 기초하여 세탁물의 함수량을 산출하고, 이 함수량에 기초하여 건조시간을 예측하기 때문에 건조가 끝나는 시간을 정확하게 알 수 있다.
또, 제 11 태양의 본 발명은 세탁개시 전에 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 1 부하량 판정수단, 탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 2 부하량 판정수단 및 상기 제 1 및 제 2 부하량 판정수단에서 판정한 양쪽 부하량에 기초하여 탈수시간을 변경하는 탈수시간 변경수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 11 태양의 본 발명에 있어서는, 세탁개시 전에 판정한 부하량과 탈수 행정 중에 판정한 부하량에 기초하여 탈수시간을 변경하기 때문에 세탁물의 천의 질이나 수온에 영향을 받지 않고, 최적의 탈수시간으로 균일하게 탈수할 수 있다.
또한, 제 12 태양의 본 발명은 제 11 태양의 발명에 있어서, 탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 반복하여 판정하도록 상기 제 2 부하량 판정수단을 제어하는 반복 제어수단과, 상기 반복 제어수단의 제어에 의해 상기 제 2 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수율이 소정값이 되도록 탈수시간을 제어하는 탈수시간 제어수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 12 태양의 본 발명에 있어서는 탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 반복 판정하고, 이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수율이 소정값이 되도록 탈수시간을 제어하기 때문에 세탁물의 천의 질이나 수온에 영향을 받지 않고, 최적의 탈수시간으로 균일하게 탈수할 수 있다.
제 13 태양의 본 발명은 제 12 태양의 발명에 있어서, 원하는 탈수율을 설정하는 탈수율 설정수단과, 탈수율이 상기 탈수율 설정수단에서 설정된 원하는 탈수율이 되도록 상기 반복 제어수단의 제어에 의해 제 2 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수 시간을 조정하는 탈수시간 조정수단을 갖는 것을 요지로 한다.
제 13 태양의 본 발명에 있어서는, 원하는 탈수율을 설정하고, 이 설정된 원하는 탈수율이 되도록 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수시간을 조정하기 때문에 사용자가 바라는 탈수상태를 달성할 수 있다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 드럼식 세탁기의 제어부의 회로구성을 나타내는 블럭도이다. 이 도면에 나타나는 제어부는 전체 동작을 제어하는 제어회로(1), 회전 드럼을 구동하는 모터(3), 상기 모터(3)를 제어회로(1)로부터의 제어에 기초하여 구동하는 구동회로(5), 모터(3)의 회전수를 검출하고, 이 검출한 회전수를 제어회로(1)에 공급하는 홀IC(7), 세탁조로의 급수를 제어하는 급수밸브(9), 상기 급수밸브(9)를 제어회로(1)로부터의 제어에 기초하여 구동하는 구동회로(11), 세탁조 내의 물의 배수를 제어하는 배수밸브(13), 상기 배수밸브(13)를 제어회로(1)로부터의 제어에 의해 구동하는 구동회로(15), 세탁조 내의 수위를 검지하는 수위 센서(17), 경보표시를 포함하는 각종 표시를 실시하는 표시기(19) 및 전원투입 스위치, 시작 스위치 등을 포함하는 각종 스위치(21)를 갖는다.
본 실시형태의 드럼식 세탁기에 있어서는, 상술한 세탁물량을 측정하는 종래의 방법에 있어서 토크 손실의 영향을 없애기 위해서 상술한 수학식 1, 수학식 2에 있어서 회전 드럼의 회전수의 상승시의 회전 각가속도 dω/dt를 (dω/dt)s로 하고, 감속시의 회전 각가속도 dω/dt를 (dω/dt)e로 하며, 이 양쪽 회전 각가속도를 구하는 회전각속도(ω)를 거의 동일하게 하면, 수학식 1, 수학식 2에서의 세탁물의 관성 모멘트(ICL)는
로 구해지고, 종래의 오차 요인인 토크 손실(TL)을 소거할 수 있다고 하는 것에 기초하고 있는 것이다.
즉, 회전 드럼 또는 상기 회전 드럼을 구동하는 모터의 상승시의 회전 각가속도(S1(=(dω/dt)s))와 감속시의 회전 각가속도(S2(=(dω/dt)e))를 구하면, 수학식 4에서의 세탁물의 관성 모멘트(ICL)를 정확하게 산출할 수 있기 때문에, 이 관성 모멘트(ICL)로부터 도 2에 나타나는 부하검지특성을 참조하여 부하량인 세탁물량을 구할 수 있다.
다음에 도 3에 나타나는 플로우챠트를 참조하여 도 1의 실시형태의 작용을 설명한다.
세탁물을 넣고 나서 본체에 설치되어 있는 상기 각종 스위치(21)에 포함되어 있는 시작 스위치를 조작하면, 급수가 실시되기 전에 세탁물의 양인 부하량이 도 3에 나타나는 흐름에 따라서 검출되고, 이 검출된 세탁물량에 따라서 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 실시된다.
도 3에 나타나는 부하량 판정행정에서는 우선 가속시간 결정 플래그(F1) 및 감속시간 결정 플래그(F2)가 0으로 초기화되고(스텝(110)), 또 모터의 회전상태를나타내는 모터 회전상태 플래그(fm)가 0인지 여부가 체크된다(스텝(120)). 또한 모터회전 상태 플래그(fm)는 모터가 가속 중에는 「0」으로 세트되고, 감속중에는 「1」로 세팅된다.
이제 모터는 가속 중이라고 하면, 모터 회전상태 플래그(fm)는 0이기 때문에 스텝(130)으로 진행하고, 검출회전수로서 3000rpm 및 4000rpm이 각각 ω1 및 ω2로서 설정된다.
또한 도 4는 시간에 대한 모터의 회전수를 나타내고 있는데, 가속 중의 상기 검출회전수 3000rpm 및 4000rpm은 도 4에 있어서 회전수 상승 중의 ω1 및 ω2로 나타낸 것이다.
그리고 나서 모터의 회전수(NN)가 입력되고(스텝(150)), 상기 회전수(NN)가 상기 검출회전수(ω1(3000rpm))와 동일하게 되었는지 여부가 체크된다(스텝(160)). 모터의 회전수(NN)가 검출회전수(ω1(3000rpm))에 도달한 경우에는 상기 회전수 ω1에서 ω2에 도달하기까지의 시간 계측이 개시된다(스텝(170)). 그 다음 다시 모터의 회전수(NN)가 입력되고(스텝(180)), 상기 회전수(NN)가 상기 검출회전수(ω2)와 동일하게 되었는지 여부가 체크된다(스텝(190)). 모터 회전수(NN)가 검출회전수(ω2)와 동일하게 된 경우에는 시간 계측을 종료하고, 이에 의해 모터 회전수(NN)가 ω1에서 ω2에 도달하기까지의 가속시간(Δt1)이 산출된다(스텝(200)).
그리고 나서 모터회전 상태 플래그(fm)가 0인지 여부가, 즉 모터가 가속 중인지 여부가 체크된다(스텝(210)). 현재의 처리는 가속 중이기 때문에 스텝(230)으로 진행하고, 상기 계측한 시간(Δt1)을 가속시간(T1)으로 한다. 그리고, 상기 가속시간 결정 플래그(F1)를 1로 설정하여, 가속시간이 결정된 것을 나타낸다(스텝(240)).
가속시간(T1)이 결정되어, 가속시간 결정 플래그(F1)가 1로 설정되면, 상기 가속시간 결정 플래그(F1)와 상기 감속시간 결정 플래그(F2)가 모두 1이 아닌지 여부를 체크한다(스텝(250)). 현재는 아직 감속시간 결정 플래그(F2)는 1이 아니기 때문에, 스텝(260)으로 진행하고, 모터 회전상태 플래그(fm)를 1로 설정하여 감속 동작으로 들어가, 모터로의 통전을 정지하여 회전 드럼을 자유회전 상태로 하고, 스텝(120)으로 돌아간다(스텝(270)). 이 결과, 모터는 감속을 개시하고, 그 회전수는 도 4에 나타난 바와 같이 저하하기 시작한다.
회전수가 저하하기 시작한 상태에 있어서 스텝(120)에서는 모터회전 상태 플래그(fm)가 0인지 여부를 체크한다. 모터는 감속 중이고, 상기 플래그(fm)는 1이기 때문에 스텝(140)으로 진행하고, 검출 회전수로서 4000rpm 및 3000rpm이 각각 ω1 및 ω2로서 설정된다.
그 다음, 모터의 회전수(NN)가 입력되고(스텝(150)), 감속 중의 회전수(NN)가 검출회전수 ω1(4000rpm)과 동일하게 되었는지 여부가 체크된다(스텝(160)). 모터의 회전수(NN)가 검출회전수 ω1(4000rpm)에 도달한 경우에는 상기 회전수 ω1(4000rpm)에서 ω2(3000rpm)에 도달하기까지의 시간 계측이 개시된다(스텝(170)). 다시 모터의 회전수(NN)가 입력되고(스텝(180)), 상기 회전수(NN)가 상기 검출회전수(ω2)와 동일하게 되었는지 여부가 체크된다(스텝(190)).모터 회전수(NN)가 검출회전수(ω2)와 동일하게 된 경우에는 시간의 계측을 종료하고, 이에 의해 모터의 감속시의 회전수(NN)가 ω1(4000rpm)에서 ω2(3000rpm)에 도달하기까지의 감속시간(Δt2)이 산출된다(스텝(200)).
그 다음, 모터회전 상태 플래그(fm)가 0인지 여부가 체크된다(스텝(210)). 감속 중으로서 1이기 때문에 스텝(280)으로 진행하고, 상기 계측한 시간(Δt2)을 감속시간(T2)으로 한다. 그리고 상기 감속시간 결정 플래그(F2)를 1로 설정하고, 감속시간이 결정된 것을 나타낸다(스텝(290)).
감속시간(T1)이 결정되어, 감속시간 결정 플래그(F2)가 1로 설정되면, 상기 가속시간 결정 플래그(F1)와 상기 감속시간 결정 플래그(F2)가 모두 1이 아닌지 여부를 체크한다(스텝(250)). 가속시간 결정 플래그(F1)와 감속시간 결정 플래그(F2)가 모두 1이기 때문에 스텝(330)으로 진행하고, 상기한 수학식 4에 따라서 관성 모멘트(ICL)를 계산한다(스텝(330)).
즉, 상술한 것과 함께 도 4에 도시하는 바와 같이 모터 가속시에 있어서 모터 회전수가 ω1(3000rpm)에서 ω2(4000rpm)로 상승하는 가속시간(Δt1)과, 상기 회전수의 차이(Δω(=ω1-ω2))로부터 모터 가속시의 제 1 회전 각가속도(S1(=(dω/dt)s))가 산출되고, 또 모터 감속시에 있어서 모터 회전수가 ω1(4000rpm)에서 ω2(3000rpm)로 저하하는 감속시간(Δt1)과, 상기 회전수의 차이(Δω(=ω1-ω2))로부터 모터 감속시의 제 2 회전 각가속도(S2(=(dω/dt)e))가 산출되기 때문에, 이들 제 1, 제 2의 회전 각가속도(S1(=(dω/dt)s),S2(=(dω/dt)e))를 이용하여 수학식 4의 계산을 실시함으로써 세탁물의 관성 모멘트(ICL)가 산출된다.
세탁물의 관성 모멘트(ICL)가 산출되면, 도 2에 도시한 부하검지 특성에 기초하여 상기 관성 모멘트에서 부하량인 세탁물량을 구할 수 있기 때문에, 이 구해진 세탁물량으로부터 중량 랭크를 구분하여(스텝(340)), 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 실시되게 된다.
상기 처리에서, 모터 회전수의 상승 중에 있어서 상기 회전수가 ω1(3000rpm)에서 ω2(4000rpm)로 상승하는 데에 요하는 시간(Δt1)이 미리 설정된 소정의 시간(Δts)보다도 긴 경우에는 투입된 세탁물의 양이 너무 많은 것으로 판단하여, 회전 드럼의 회전을 정지하고, 세탁기 본체의 컨트롤 패널에 있는 표시기(19)에 경고표시를 실시하고, 또한 부저로 경고를 실시하도록 되어 있다. 또, 회전 드럼 또는 모터의 감속 중에 있어서 회전수가 ω1(4000rpm)에서 ω2(3000rpm)로 저하하는 데에 요하는 시간(Δt2)이 미리 설정된 소정의 시간(Δte)보다도 긴 경우에도 투입된 세탁물의 양이 너무 많은 것으로 판단하여, 회전 드럼의 회전을 정지하고, 세탁기 본체의 컨트롤 패널의 표시기(19)에 경고표시를 실시하고, 또한 부저로 경고를 실시하도록 되어 있다(도 5 참조).
또, 상기 처리에 있어서 모터의 가속 중에 있어서 도 6에 도시한 바와 같이 회전 드럼의 회전수가 ω2에 도달함과 동시에 구동 모터로의 통전을 정지하고, 실선으로 나타낸 바와 같이 감속 행정으로 이행함으로써 부하량 판정처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 세탁물의 양을 구하는 행정을 종료한 후, 구체적으로는 모터 감속시에 있어서는 회전수가 3000rpm을 하회한 시점에서 급수밸브(9)를 작동하여, 즉시 세탁기의 회전조에 급수를 개시하고, 도 7에 도시한 바와 같이 브레이크를 동작시켜 회전 드럼을 정지시키고, 소정 수위까지 급수가 완료된 후, 세탁 행정으로 이행하도록 하여도 좋다. 또한 본 실시형태에서는 도시하고 있지 않지만, 모터 권선을 단락함으로써 모터에 제동을 거는 전자 브레이크 회로가 설치되어 있다. 그리고, 모터의 감속동작 중에 있어서 회전수가 3000rpm 이하로 된 시점에서 전자 브레이크를 동작시켜, 모터의 회전을 급속하게 정지시키고, 이에 의해 부하량 판정처리 시간을 단축할 수 있다. 브레이크 수단은 전자 브레이크에 한정되는 것이 아니며, 기계적인 것이라도 좋다. 또 브레이크를 거는 시점은 회전수뿐만 아니라, 감속 행정에 들어가서 소정 시간 경과한 후라도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 모터의 감속시에 회전조의 회전이 정지하기 전에 급수를 개시할 수 있기 때문에 세탁개시까지의 시간을 단축할 수 있고, 더 나아가서는 세탁기 전체 동작시간을 단축할 수 있다.
상기 실시형태에서는 세탁, 헹굼 행정을 실시하고, 탈수 행정에 들어가고 나서 소정 시간경과 후에 다시 세탁물량을 검지하고, 이에 의해 탈수 행정 중의 수분을 포함한 세탁물량을 도 8에 도시한 바와 같이 탈수시의 부하량 판정 행정기간에서 계측하고, 상기 세탁물량을 상술한 세탁 전의 수분을 포함하지 않은 건조한 상태의 세탁물량과 비교함으로써 세탁물에 포함되는 수분의 양을 산출할 수 있고, 이에 의해 세탁물의 탈수율을 구할 수 있다. 즉, 탈수 행정중에 부하량 판정처리를 실시함으로써 세탁물의 함수량, 바꿔 말하면 탈수율을 검출할 수 있다. 통상, 탈수율은 거의 55%가 되도록 탈수시간을 10분으로 설정하고 있다. 그러나, 탈수율은 부하의 종류, 양, 수온 등에 의해 실제로는 편차가 크다.
본 실시형태에서는 탈수개시 후의 소정 시간 후, 예를 들면 3분 후에 부하량 판정 행정을 실시한다. 이 때 검출되는 부하량은 천의 양과 천에 포함되는 수분량의 합계이다. 따라서, 이 부하량과 세탁 전에 판정한 부하량으로부터 이 시점에서의 탈수량을 산출할 수 있다.
다음에 나타내는 표 1은 미리 실험에서 구한 탈수 개시로부터 3분후의 탈수율과 탈수율 55%로 탈수를 완료하기까지의 탈수 잔여시간의 관계를 나타내고 있는데, 이 관계에서 잔여 탈수시간을 결정할 수 있다.
탈수 3분후에산출되는 탈수율 탈수 잔여시간
48% 이하 8분
48에서 52% 5분
52에서 55% 2분
55% 이상 0
예를 들면, 천의 양이 3kg이고 3분후의 판정결과가 6.3kg이라면, 탈수율은 48%로 산출되고, 표 1에서 탈수 잔여시간으로서 8분이 설정된다. 또, 천의 양이 3kg이고 3분후의 판정결과가 5.8kg이라면, 탈수율은 51.5%로 산출되어, 물을 포함하기 어려운 화학섬유계 천이라고 생각되며, 이 경우의 탈수 잔여시간은 짧아도 좋고, 표 1에서 탈수 잔여시간은 5분으로 설정된다. 이와 같이 탈수중의 부하량 판정에 의해 탈수시간을 변경하고, 천에 따른 최적의 탈수를 실시하도록 되어 있다. 또한, 표 1에 나타난 바와 같은 데이터에 한정되지 않고, 더욱 세분화한 참조 데이터를 이용하여도 좋다.
또한 본 실시형태에서는 상술한 표 1의 데이터에 의하지 않고, 탈수시의 부하량 판정에 의해 탈수율이 목표인 55%를 만족하지 않는다고 판정한 경우, 소정 시간, 예를 들면 1분, 탈수시간을 연장하도록 할 수도 있다. 그리고, 그 후 다시 부하량 판정을 실시하는 것과 같이 부하량 판정과 탈수시간의 연장을 반복 실시하면서 탈수를 완료한다. 이와 같이 탈수중의 부하량 판정에 의해 탈수시간을 자동적으로 제어할 수 있고, 이에 의해 천의 질이나 수온 등에 영향받지 않고, 최적의 탈수시간으로 균일한 탈수를 실시할 수 있다. 또, 이와 같이 구성함으로써 많은 참조 데이터를 준비할 필요도 없게 된다.
또, 본 실시형태에서는 그다지 강하게 탈수하고 싶지 않는 것, 역으로 강력하게 탈수하고 싶은 것 등에 대응한 약탈수 코스와 강탈수 코스 등을 설치하고, 약탈수 코스에서는 탈수율을 예를 들면 50%로 설정하고, 강탈수 코스에서는 탈수율을 예를 들면 60%로 설정할 수 있도록 하여, 선택된 탈수 코스에 대응한 소정의 탈수율이 되도록 부하량 판정에서 탈수시간을 가변 제어하고, 이에 의해 탈수율의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 탈수율을 설정할 수 있는 수단을 조작부에 갖고, 천의 질에 따른 탈수율을 사용자가 임의로 설정할 수 있도록 되어 있다. 그리고,이 탈수율 설정수단에 의해 설정된 탈수율이 되도록 탈수시간을 제어하여, 사용자가 원하는 탈수상태가 되도록 하고 있다.
본 실시형태에 있어서 건조기능을 갖는 드럼식 세탁기의 경우에는 탈수 행정 종료시에 상술한 부하량 판정처리를 실시함으로써 세탁물량과 건조시키는 수분의 양을 알 수 있기 때문에 이에 의해 건조시간을 예측할 수 있고, 이 예측된 건조시간 또는 운전종료 시간을 표시할 수 있다.
이 처리에 대해서 도 9에 도시한 플로우챠트를 참조하여 설명한다. 도 9에 있어서, 우선 상술한 바와 같이 세탁 개시 전에 부하판정 행정이 실시되어, 그 판정결과를 세탁 전의 건조상태의 부하량(L1)으로서 설정한다(스텝(510, 520)). 그리고 세탁 행정, 헹굼 행정이 실시되고(스텝(530, 540)), 탈수 행정이 개시된다(스텝(550)). 탈수 행정에서는 모터는 소정 시간 동안 탈수회전을 계속하고(스텝(560)), 그리고 나서, 모터를 감속하고, 또한 모터 회전상태 플래그(fm)를 1로 설정한다(스텝(570)). 그리고, 이 상태에서는 부하판정 행정을 실시하고(스텝(580)), 이 판정결과를 부하량(L2)으로서 설정한다(스텝(590)). 이 부하량(L2)에서 상기 부하량(L1)을 감산하여 세탁물에 포함되는 함수량을 산출한다(스텝(600)). 이 함수량에 따라서 건조 예측시간을 설정하고(스텝(610)), 상술한 바와 같이 상기 건조 예측시간을 표시하고, 건조처리를 실시하여 상기 건조예측 시간 경과후에 탈수를 종료한다(스텝(620)).
또, 세탁에서 헹굼, 탈수, 건조까지의 코스가 선택된 경우, 건조 용량은 세탁용량의 반정도이기 때문에 부하량 판정처리에 의해 건조 최대 용량 이상으로 판정된 경우에는 초과분의 세탁물을 꺼낼 필요가 있기 때문에 부하판정 처리 후의 급수는 실시되지 않는다. 건조용량이 건조 최대용량 이하라고 판정된 경우에는 부하판정 처리 후, 회전조의 회전이 정지하기 전에 급수를 개시할 수 있다.
상술한 실시형태에 있어서 도 3의 스텝(130∼280)에서는 가속시 및 감속시의 회전 각가속도의 산출을 모터의 회전수가 3000rpm에서 4000rpm으로 상승하기까지의 시간(Δt1)과 4000rpm에서 3000rpm으로 저하하기까지의 시간(Δt2)에 기초하여 실시하고 있지만, 이 대신에 소정의 설정시간 내에 있어서 각속도의 변화로부터 회전 각가속도를 도 10에 도시한 바와 같이 구할 수도 있다.
즉, 도 10에 도시한 바와 같이 모터의 회전수의 상승 중에 모터 회전수가 설정 회전수(ω(3000rpm))에 도달했다면, 시간계측을 개시하고, 소정 설정시간(Δt) 후의 회전수(ω1)를 계측하고, 상기 설정시간(Δt) 사이의 회전수의 변화(Δωs(=ω1-ω))를 산출한다. 그 다음, 모터가 감속 행정으로 이행하고, 회전수가 ω1에 도달했다면, 다시 시간계측을 실시하고, 소정의 설정시간(Δt) 후의 회전수(ω2)를 측정하고, 상기 설정시간(Δt) 사이의 회전수의 변화(Δωe(=ω1-ω2))를 산출한다. 그리고, 이와 같이 산출한 가속시의 각속도 변화(Δωs)와 감속시의 각속도 변화(Δωe)로부터 가속시 및 감속시의 회전 각가속도를 산출하고, 이것을 수학식 4에 대입하여 세탁물의 관성 모멘트(ICL)를 구하고, 상기 관성 모멘트에서 도 2에 의해 부하량을 구할 수 있다.
또한 상기 실시형태에 있어서 산출되는 회전수는 모터의 회전수에 한정되는것이 아니라, 모터에 의해 구동되는 회전 드럼의 회전수 등이라도 좋고, 요는 모터에 의해 구동되고 모터의 회전수와 비례관계에 있다면 좋은 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가속 중의 제 1 회전 각가속도를 산출하고, 또한 모터로의 통전을 끊은 후의 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 제 2 회전 각가속도를 산출하고, 이 제 1 및 제 2 회전 각가속도에 기초하여 부하량인 세탁물을 판정하고 있기 때문에 종래와 같이 토크 손실의 변동의 영향을 받지 않고 정확하게 부하량, 즉 세탁물량을 측정할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 회전수가 제 2 소정 회전수로부터 규정 시간 이내에 제 1 소정 회전수까지 감속하지 않은 경우에 경고를 실시하고, 또 모터의 가속 중에 있어서 회전수가 제 1 소정 회전수에서 규정의 시간 이내에 제 2 소정 회전수까지 가속하지 않은 경우에 경고를 실시하기 때문에 투입된 세탁물이 지나치게 많다는 것을 알 수 있고, 정확한 세탁을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 부하량의 판정을 세탁 개시 전에 실시하고, 부하량 판정처리의 종료 후, 회전 드럼의 회전정지 전에 회전조로의 급수를 개시하기 때문에 세탁 개시까지의 시간을 단축할 수 있고, 결과로서 세탁 시간 전체를 단축할 수 있다.
본 발명에 의하면 판정된 부하량이 소정값 이하인 경우에 회전조에 급수를개시하기 때문에 적절한 세탁을 실시할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 제 1 회전 각가속도를 산출한 후, 즉시 모터로의 통전을 끊어, 회전 드럼을 자유회전 상태의 감속상태로 설정하기 때문에 부하량 판정처리의 시간을 단축하고, 세탁시간 전체를 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속상태에 있어서 회전수가 규정 회전수 이하로 저하한 경우 또는 소정시간 경과한 경우에 모터의 회전을 강제적으로 정지시키기 때문에 세탁시간을 단축할 수 있고, 세탁시간 전체를 단축할 수 있다.
본 발명에 의하면, 세탁 개시 전에 판정한 부하량과 탈수 행정중의 소정 시간경과 후에 판정한 부하량에 기초하여 세탁물의 함수량을 산출하고, 이 함수량에 기초하여 건조 시간을 예측하기 때문에 건조가 끝나는 시간을 정확하게 알 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 세탁 개시 전에 판정한 부하량과 탈수 행정중에 판정한 부하량에 기초하여 탈수시간을 변경하기 때문에 세탁물의 천의 질이나 수온에 영향받지 않고 최적의 탈수시간으로 균일하게 탈수할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 반복 판정하고, 이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수율이 소정값이 되도록 탈수시간을 제어하기 때문에 세탁물의 천의 질이나 수온에 영향받지 않고 최적의 탈수시간으로 균일하게 탈수할 수 있다.
본 발명에 의하면 원하는 탈수율을 설정하고, 이 설정된 원하는 탈수율이 되도록 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수시간을 조정하기 때문에 사용자가 바라는 탈수상태를 달성할 수 있다.

Claims (11)

  1. 회전 드럼의 회전수 또는 회전 드럼을 구동하는 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단,
    상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수에 기초하여 회전 드럼의 가속 중에 있어서 설정 회전수 부근의 제 1 회전 각가속도를 산출하는 제 1 회전 각가속도 산출수단,
    상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수에 기초하여 상기 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 설정 회전수 부근의 제 2 회전 각가속도를 산출하는 제 2 회전 각가속도 산출수단 및
    상기 제 1 및 제 2 회전 각가속도에 기초하여 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 부하량 판정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각가속도 산출수단은 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 1 소정 회전수에서 제 2 소정 회전수까지 가속하기까지의 가속시간과, 제 1 및 제 2 소정 회전수의 차이에 기초하여 제 1 회전 각가속도를 산출하고,
    상기 제 2 회전 각가속도 산출수단은 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 2 소정 회전수에서 제 1 소정 회전수까지 감속하기까지의 감속시간과, 상기 제 1 및 제 2 소정의 회전수의 차이에 기초하여 제 2 회전 각가속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각가속도 산출수단은 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 1 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 상기 소정 시간에 기초하여 상기 제 1 회전 각가속도를 산출하고,
    상기 제 2 회전 각가속도 산출수단은 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 제 2 소정 회전수에서 소정 시간내에 변화하는 회전수의 변화와 상기 소정 시간에 기초하여 상기 제 2 회전 각가속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 모터로의 통전을 끊은 자유회전 상태의 감속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 상기 제 2 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 상기 제 1 소정 회전수까지 감속하지 않는 경우에 경고를 실시하는 경고수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 모터의 가속 중에 있어서 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 상기 제 1 소정 회전수에서 규정 시간 이내에 상기 제 2 소정 회전수까지 가속하지 않는 경우에 경고를 실시하는 경고수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하량 판정수단에 의한 부하량의 판정은 세탁 개시 전에 실시되고, 상기 부하량 판정수단에 의한 부하량 판정처리 종료 후, 회전 드럼의 회전정지 전에 회전조로의 급수를 개시하는 급수 개시수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하량 판정수단에서 판정된 부하량이 소정값 이하인 경우에 회전조에 급수를 개시하는 급수 개시수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각가속도 산출수단이 상기 제 1 회전 각가속도를 산출한 후, 즉시 상기 모터로의 통전을 끊어 회전 드럼을 자유회전 상태의 감속상태로 설정하는 감속상태 설정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터로의 통전을 끊은 회전 드럼의 자유회전 상태의 감속상태에 있어서, 상기 회전수 검출수단에서 검출한 회전수가 규정 회전수 이하로 저하한 경우 또는 소정 시간 경과한 경우에 상기 모터의 회전을 강제적으로 정지시키는 제동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  10. 세탁개시 전에 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 1 부하량 판정수단,
    탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 판정하는 제 2 부하량 판정수단,
    상기 제 1 및 제 2 부하량 판정수단에서 판정한 양쪽 부하량에 기초하여 탈수시간을 변경하는 탈수시간 변경수단,
    탈수 행정 중에 있어서 회전 드럼내의 부하량을 반복하여 판정하도록 상기제 2 부하량 판정수단을 제어하는 반복 제어수단 및
    상기 반복 제어수단의 제어에 의해 상기 제 2 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수율이 소정값이 되도록 탈수시간을 제어하는 탈수시간 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    원하는 탈수율을 설정하는 탈수율 설정수단과, 탈수율이 상기 탈수율 설정수단에서 설정된 원하는 탈수율이 되도록 상기 반복 제어수단의 제어에 의해 상기 제 2 부하량 판정수단이 반복 판정한 부하량에 기초하여 탈수 시간을 조정하는 탈수시간 조정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
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