KR101375712B1 - 세탁기 및 그 탈수 제어 방법 - Google Patents

세탁기 및 그 탈수 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁기 및 그 탈수 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁기의 고속 탈수 시 발생하는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있도록 하는 세탁기 및 그 탈수 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 드럼을 회전시키기 위한 모터를 구비하는 세탁기의 탈수 제어 방법에 있어서, 고속 탈수 행정일 때 미리 설정된 회전수까지 유지 구간없이 가속하는 단계와, 가속 구간을 복수의 가속 구간으로 구분하고, 구분된 복수의 가속 구간 중 제 1 구간에서의 편심량을 감지하여 감지된 편심량이 미리 설정된 기준 편심량보다 작으면 미리 설정된 속도로 다음 구간인 제 2 구간으로 가속을 계속하도록 이루어진다.

Description

세탁기 및 그 탈수 제어 방법{Washing machine and method of controlling spin-drying thereof}
본 발명은 세탁기 및 그 탈수 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁기의 고속 탈수 시 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있도록 하는 세탁기 및 그 탈수 제어 방법에 관한 것이다.
세탁기는 물의 담수를 위한 수조와, 이 수조의 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁포를 수용하는 드럼과, 이 드럼을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터를 포함하여 원통형의 드럼이 회전할 때 그 내부의 세탁포가 드럼 내벽을 따라 상승하였다가 낙하할 때의 충격력 또는 마찰력에 의해 세탁이 이루어지도록 하는 장치이다.
이러한 세탁기는 세제가 용해된 물로 세탁포의 오염을 분리해내는 세탁 행정과, 세제가 포함되지 않은 물로 세탁포의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼 행정과, 세탁포를 고속 탈수시키는 탈수 행정 등으로 세탁을 진행한다.
이러한 세탁기의 세탁 진행 과정 중 탈수 행정은 최적 탈수 시간 또는 모터 회전수(rpm)를 결정하기 위해 포량을 감지하는 포량 감지 단계와, 고속 탈수 단계 의 진입 시점 또는 포 풀림 운전의 필요 여부를 결정하기 위해 편심량을 감지하는 편심량 감지 단계와, 포량 감지 단계 또는 편심량 감지 단계 이후에 모터를 고속으로 제어하는 고속 탈수 단계로 이루어진다.
도 1은 종래 세탁기 탈수 시 시간에 따른 모터의 회전수(rpm)를 나타내는 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 세탁기는 포량 감지 후, 편심량을 감지하기 위해 모터의 회전수가 100rpm인 지점에서 1차, 2차, 3차로 나누어 편심량을 감지하여 그 차이값을 산출하고 산출된 값에 따라 모터의 운전(회전수)을 제어한다. 만약, 감지된 편심량이 미리 설정된 허용량 이상이면 모터의 운전을 정지시킨다.
여기서, 종래 세탁기는 저속 영역인 주로 500rpm 이하에서 편심량을 제어하고, 최종 회전수를 결정하는 500rpm을 초과하는 고속 영역에서는 본격적인 포의 탈수 진행 단계인 고속 탈수 단계를 제어하게 된다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 고속 탈수 단계에서는 특정 회전수(800rpm, 1000rpm, 1200rpm, 1400rpm)를 일정시간 동안 유지하였다가 다음 특정 회전수로 가속하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 특정 회전수로 일정 시간 유지되는 동안에는 드럼의 회전에 의해 물이 드럼 밖으로 배출된다.
이와 같은 종래 세탁기는 세탁기의 설치 조건 및 운전 조건에 따라 고속 탈수 단계에서 공진점이 발생하게 된다. 이러한 공진점의 발생으로 인해 고속 탈수 단계에서의 특정 회전수로 일정 시간 유지하는 유지 구간에서 소음 및 진동이 증대되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고속 탈수 단계에서 특정 회전수로 일정 시간 유지시키는 유지 구간없이 모터를 미리 설정된 회전수까지 가속시켜 공진점의 변화로 인한 진동을 회피할 수 있는 세탁기 및 그 탈수 제어방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 고속 탈수 단계를 복수의 구간으로 나누어 각 구간에 미리 설정된 회전수 지점에 도달하면 편심량을 감지하여 감지 결과에 따라 모터의 구동을 제어함으로써 고속 탈수 행정 시 가속으로 인한 진동이나 소음을 감소시킬 수 있는 세탁기 및 그 탈수 제어 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 세탁기의 탈수 제어 방법은 드럼을 회전시키기 위한 모터를 구비하는 세탁기의 탈수 제어 방법에 있어서, 고속 탈수 행정일 때 미리 설정된 회전수까지 유지 구간없이 가속하는 단계와, 가속 구간을 복수의 가속 구간으로 구분하고, 구분된 복수의 가속 구간 중 제 1 구간에서의 편심량을 감지하여 감지된 편심량이 미리 설정된 기준 편심량보다 작으면 미리 설정된 속도로 다음 구간인 제 2 구간으로 가속을 계속하는 것을 특징으로 한다.
이때, 기준 편심량과 속도는 복수의 가속 구간별로 각각 미리 설정된다.
또한, 감지된 편심량이 기준 편심량 이상이면 모터를 정지시킨다.
또한, 복수의 가속 구간 각각에서의 모터의 회전수의 증가량은 해당 가속 구간에서의 탈수에 의한 물 배출량을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 고속 탈수 행정은 모터의 회전수가 450rpm 지점이 되면 진입한 것으로 판단한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 세탁기는 포를 수용하는 드럼과, 드럼을 회전시키는 모터 및 포를 탈수하는 행정 중 고속 탈수 행정일 때 미리 설정된 회전수까지 유지 구간없이 가속시키되, 가속 구간을 복수의 가속 구간으로 구분하고, 구분된 복수의 가속 구간 중 제 1 구간에서의 편심량을 감지하여 감지된 편심량이 미리 설정된 기준 편심량보다 작으면 미리 설정된 속도로 다음 구간인 제 2 구간으로 가속을 계속하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
이러한 본 발명에 의한 세탁기 및 그 탈수 제어 방법은 고속 탈수 단계에서 특정 회전수를 일정 시간 동안 유지시키는 유지 구간없이 미리 설정된 회전수까지 연속으로 가속시킴으로써 공진점의 변화로 인한 진동을 회피할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 의한 세탁기 및 그 탈수 제어 방법은 고속 탈수 단계를 복수의 구간으로 나누어 각 구간에 미리 설정된 회전수 지점에 도달하면 편심량을 감지하여 감지 결과에 따라 모터의 구동을 제어하여 탈수에 의한 물을 배출시킴으로 써 고속 탈수 행정 시 가속으로 인한 진동이나 소음을 감소시킬 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기는 물(세탁수 또는 헹굼수)의 담수를 위해 본체(100)의 내부에 설치되는 드럼형의 수조(110)와, 수조(110)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 다수의 탈수공이 형성된 원통형의 드럼(120)을 포함한다. 여기서, 드럼(120)의 안쪽 면에는 고속 탈수 시 포(W)의 위치의 반대편에 위치하여 평형을 이루도록 하는 레일(123)과 볼(121)이 위치된다.
수조(110)의 후면부(111) 외측에는 세탁, 헹굼 및 탈수 행정을 수행하도록 드럼(120)과 연결된 회전축(130)을 회전시키는 구동장치인 모터(150)가 설치되고, 이 모터(150)는 수조(110) 후면부(111)에 고정되는 고정자(151)와, 이 고정자(151)의 외곽에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전자(152)와 회전축(130)을 연결하는 회전판(153)으로 구성된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기는 입력부(310), 수위 감지부(320), 온도 감지부(330), 제어부(340), 구동부(350) 및 회전수 감지부(360)를 포함하여 구성된다.
입력부(310)는 사용자가 선택하는 세탁코스와 세탁온도, 헹굼 추가 등의 운전정보를 제어부(340)에 입력한다.
수위 감지부(320)는 수조(110)에 급수된 물의 수위를 감지하며, 온도 감지부(330)는 수조(110)에 급수된 물의 온도를 감지한다.
제어부(340)는 입력부(310)로부터 입력된 운전정보에 따라 세탁기를 제어하는 마이컴으로써, 세탁기의 세탁 운전 전반을 제어한다. 특히, 제어부(340)는 탈수 행정을, 다음에 설명하는 도 5와 같이, 포량 감지 단계, 편심량 감지 단계 및 고속 탈수 단계로 나누어 제어한다.
또한, 제어부(340)는 고속 탈수 단계를 특정한 회전수로 유지하는 유지 구간없이 탈수 행정 시 미리 설정된 회전수(여기서는, 탈수 행정 시 가장 큰 회전수로 '최고 회전수'라 기술함)까지 가속시키고, 이러한 가속 단계를 복수의 구간으로 나눈다. 이때, 제어부(340)에는 복수의 각 구간마다 포의 편심량을 감지하기 위한 회전수 지점과, 미리 설정된 회전수 지점에서 감지되는 편심량(UB)이 적정한 양인지를 판단하기 위한 기준 편심량(UBL) 및 각 구간 별로 미리 설정된 회전수 지점에 도달하기까지 걸리는 시간이 미리 설정되어 있다. 여기서, 미리 설정된 회전수 지점은 탈수에 의한 물 배출량을 고려하여 결정된다.
구동부(350)는 제어부(340)의 구동 제어 신호에 따라 모터(130), 세탁히터(160), 급수밸브(240), 배수펌프(252) 등을 구동시킨다.
회전수 감지부(360)는 고속 탈수 단계에서 복수의 각 구간 별로 미리 설정된 회전수 지점에 도달하였는지 검출하기 위해 모터(130)의 회전수를 감지하여 제어부(340)에 입력한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 제어 방법을 살펴보면 다음 도 4와 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 살펴보면, 먼저, 고속 탈수 단계인지를 판단하여(510) 고속 탈수 단계이면 최고 회전수에 도달하도록 모터(130)를 가속 회전시킨다(520). 이때, 모터의 회전수가 450rpm 지점이 되면 고속 탈수 단계에 진입한 것으로 판단한다. 한편, 고속 탈수 단계가 아니면 그 이전 단계인 편심량을 감지하게 된다.
이후, 회전수 감지부(360)로부터 모터(130)의 회전수가 고속 탈수 단계의 복수의 구간 중 어느 하나의 구간(이하 제 1 구간이라 칭함)에 해당되는 회전수에 도달하였는지 판단한다(530).
제 1 구간에 도달한 것으로 판단되면 제어부(340)는 제 1 구간 도달 시의 편심량을 감지하여(540) 감지된 편심량(UB1)과 미리 설정된 기준 편심량(UBL1)을 비교한다(550). 한편, 제 1 구간에 도달하지 않은 것으로 판단되면 단계 520으로 피드백하여 모터(130)를 가속 회전시킨다.
또한, 감지된 편심량(UB1)이 미리 설정된 기준 편심량(UBL1)보다 작으면 제어부(340)는 다음 구간에 미리 설정된 회전수 지점에 도달하도록 미리 설정된 속도로 모터(130)를 계속하여 가속 회전시킨다(560). 한편, 감지된 편심량(UB1)이 미리 설정된 기준 편심량(UBL1) 이상이면 제어부(340)는 모터(130)의 구동이 정지되도록 제 어한다(580).
여기서는 제 1 구간만 기술하였으나, 제어부(340)는 고속 탈수 단계(c)를 복수의 각 구간에 미리 설정된 회전수 지점에 도달할 때마다 편심량(UB)을 감지하여 미리 설정된 기준 편심량(UBL)과 비교한 후, 비교 결과에 따라 모터(130)의 구동을 제어한다.
이후, 제어부(340)는 모터(130)의 회전수가 최고 회전수에 도달하였는지 판단한 후(570), 최고 회전수에 도달하였다고 판단되면 모터(130)의 구동을 정지시키면서(580) 탈수 동작을 종료시킨다. 한편, 제어부(340)는 모터(130)의 회전수가 최고 회전수에 도달하지 않았다고 판단되면 단계 560으로 피드백하여 최고 회전수에 도달하도록 모터(130)를 가속 회전시킨다.
이와 같이 진행되는 탈수 진행 과정의 이해를 돕기 위해 다음 도 5와 같은 그래프를 도시하였다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 과정에서의 시간에 따른 모터 회전수(rpm)를 나타낸 그래프이다.
도 5를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 행정은 포(W)량을 감지하여 최적 탈수 시간 또는 모터(130) 회전수(rpm)를 결정하는 포량 감지 단계와, 고속 탈수 단계의 진입 또는 포 풀림을 결정하기 위해 편심량을 감지하는 편심량 감지 단계와, 포량 감지 단계 또는 편심량 감지 단계 이후에 모터(130)를 고속으로 회전시켜 포의 탈수를 진행하는 고속 탈수 단계로 진행된다.
여기서, 고속 탈수 단계에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특정 회전수로 일정 시간 유지되는 유지 구간 없이 세탁기의 최고 회전수에 도달하도록 모터(130)를 연속으로 가속시킨다. 이는 고속 탈수 단계에서 유지 구간이 있으므로 인하여 발생하였던 종래의 문제점인 공진점의 변화로 인한 진동을 회피하기 위함이다.
그러나, 이와 같이 고속 탈수 단계에서 최고 회전수에 도달하도록 모터(130)를 연속으로 가속시키게 되면 수조(110)와 드럼(120) 사이에 세탁으로 인한 물이 배출이 안되며, 세탁으로 인한 물이 배출이 안됨으로 인하여 진동 및 소음이 더욱 증가되는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제어부(340)는 고속 탈수 단계를 복수의 구간(P1, P2, P3, P4)으로 나누어 각각의 구간에 미리 설정된 회전수 지점(A, B, C, D)에 도달하면 편심량을 감지하여 감지된 결과에 따라 모터(130)의 구동을 제어하고, 세탁으로 인해 발생되는 물을 배수펌프(252)를 통하여 배출시키게 된다. 이에 따라, 모터(130)를 연속으로 가속시키게 되더라도 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 진동 및 소음은 감소하게 된다.
도 6은 도 5의 고속 탈수 단계에서 시간에 따른 모터의 회전수를 나타낸 그래프이다.
도 6을 살펴보면, 제어부(340)는 모터(130)의 회전수가 450rpm에 도달하게 되면 고속 탈수 단계에 진입한 것으로 판단한다.
고속 탈수 단계에 진입한 것으로 판단되면 제어부(340)는 고속 탈수 단계를 4개의 구간(P1, P2, P3, P4)으로 나누고 각 구간별로 편심량을 감지하기 위한 회전수 감지 지점을 각 950rpm 지점(A), 1100rpm 지점(B), 1150rpm 지점(c) 및 1250rpm 지점(D)으로 설정한다.
이후, 제어부(340)는 제 1 구간(P1)에서는 모터(130)의 회전수가 450rpm에서 750rpm이 되도록 9.3rpm/sec의 속도로 회전시킨 후, 다시 750rpm에서 950rpm이 되도록 6.2rpm/sec의 속도로 회전시킨다.
이후, 제 1 구간(P1)에서 미리 설정된 회전수인 950rpm 지점(A)에 도달하게 되면 편심량(UB)을 감지하게 되고, 감지된 편심량(UB)이 950rpm 지점(A)에 미리 설정된 기준 편심량(UBL)과 비교하여 감지된 편심량(UB)이 기준 편심량(UBL)보다 작으면 다음 제 2 구간(P2)에 미리 설정된 회전수인 1100rpm 회전수에 도달할 때까지 모터(130)를 6.2rpm/sec의 속도로 계속하여 가속 회전시킨다.
이후, 제 2 구간(P2)의 미리 설정된 회전수인 1100rpm 지점(B)에 도달하게 되면 1100rpm 도달 시의 편심량(UB)을 감지하게 되고, 감지된 편심량(UB)이 1100rpm 지점(B)에 미리 설정된 기준 편심량(UBL)과 비교하여 1100rpm 지점에서 감지된 편심량(UB)이 기준 편심량(UBL)보다 작으면 제 3 구간(P3)에서 미리 설정된 회전수인 1150rpm 회전수에 도달할 때까지 모터(130)를 17초 동안 3rpm/sec의 속도로 가속 회전시킨다.
이후, 제 3 구간(P3)의 미리 설정된 회전수인 1150rpm 지점(C)에 도달하게 되면 1150rpm 도달 시의 편심량(UB)을 감지하게 되고, 감지된 편심량(UB)이 1150rpm 지점(C)에 미리 설정된 기준 편심량(UBL)과 비교하여 감지된 편심량(UB)이 기준 편심량(UBL)보다 작으면 제 4 구간(D)에서 미리 설정된 회전수인 1250rpm 회전수에 도달할 때까지 모터(130)를 100초 동안 1rpm/sec의 속도로 가속 회전시킨다.
이후, 제 4 구간(P4)에서 미리 설정된 회전수인 1250rpm 지점(D)에 도달하게 되면 1250rpm 도달 시의 편심량(UB)을 감지하게 되고, 감지된 편심량(UB)이 1250rpm 지점(D)에 미리 설정된 기준 편심량(UBL)과 비교하여 감지된 편심량(UB)이 기준 편심량(UBL)보다 작으면 30초동안 1250rpm으로 모터(130)를 회전시킨 후 모터(130)의 구동을 정지시켜 탈수 동작이 종료되도록 한다.
한편, 제어부(340)는 복수의 각 구간 별로 감지된 편심량(UB)이 미리 설정된 기준 편심량(UBL) 이상이면 모터(130)의 구동을 정지시키도록 제어한다.
도 1은 종래 세탁기 탈수 시 시간에 따른 모터의 회전수(rpm)를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 제어 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 탈수 과정에서의 시간에 따른 모터 회전수(rpm)를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5의 고속 탈수 단계에서 시간에 따른 모터의 회전수를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 수조 120 : 드럼
130 : 모터 340 : 제어부
360 : 회전수 감지부

Claims (6)

  1. 드럼을 회전시키기 위한 모터를 구비하는 세탁기의 탈수 제어 방법에 있어서,
    고속 탈수 행정일 때 미리 설정된 회전수까지 유지 구간없이 가속하는 단계와;
    상기 가속 구간을 복수의 가속 구간으로 구분하고, 구분된 복수의 가속 구간 중 제 1 구간에서의 편심량을 감지하여 감지된 편심량이 미리 설정된 기준 편심량보다 작으면 미리 설정된 속도로 다음 구간인 제 2 구간으로 가속을 계속하는 단계를 포함하는 세탁기의 탈수 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 편심량과 속도가 복수의 가속 구간별로 각각 미리 설정되는 세탁기의 탈수 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지된 편심량이 상기 기준 편심량 이상이면 상기 모터를 정지시키는 세탁기의 탈수 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가속 구간 각각에서의 상기 모터의 회전수의 증가량은 해당 가속 구간에서의 탈수에 의한 물 배출량을 고려하여 결정되는 세탁기의 탈수 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 탈수 행정은 상기 모터의 회전수가 450rpm 지점이 되면 진입한 것으로 판단하는 세탁기의 탈수 제어 방법.
  6. 포를 수용하는 드럼;
    상기 드럼을 회전시키는 모터; 및
    상기 포를 탈수하는 행정 중 고속 탈수 행정일 때 미리 설정된 회전수까지 유지 구간없이 가속시키되, 상기 가속 구간을 복수의 가속 구간으로 구분하고, 구분된 복수의 가속 구간 중 제 1 구간에서의 편심량을 감지하여 감지된 편심량이 미리 설정된 기준 편심량보다 작으면 미리 설정된 속도로 다음 구간인 제 2 구간으로 가속을 계속하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
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