KR102254216B1 - 세탁기 및 세탁기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

세탁기 및 세탁기 제어 방법에 관한 것으로 세탁기는 세탁물이 수용되는 드럼, 상기 드럼을 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 모터 및 상기 제1 방향으로 회전하는 드럼이 제1 기준각만큼 회전하면 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하고, 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 중지시키고, 상기 드럼이 제1 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제2 방향으로 회전시키도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

세탁기 및 세탁기 제어 방법{A washing machine and a method for controlling a washing machine}

세탁기 및 세탁기 제어 방법에 관한 것이다.

세탁기는 전력을 이용하여 의류나 침구류 등 다양한 세탁물을 세탁하는 장치를 의미한다. 세탁기는 예를 들어 세탁물 수용 용기의 저면에 마련된 회전 날개를 고속으로 회전시켜 수류를 생성하고 이를 이용하여 세탁물을 세탁할 수도 있고, 세탁물 수용 용기의 저면에 마련된 날개가 일정한 각 범위 내에서 회전하여 세탁물을 교반시켜 세탁물을 세탁시킬 수도 있고, 회전하는 드럼 내에서 빨래를 순차적으로 낙하시키면서 세탁물을 세탁할 수도 있다.

드럼 세탁기는 일반적으로 세탁기의 외관을 형성하는 캐비닛과, 캐비닛 내부에 세탁수를 저수하는 터브와, 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되는 드럼과, 드럼을 회전 구동하기 위한 모터를 포함할 수 있다. 드럼 세탁기는 드럼의 내부에 세탁물 및 세탁수가 투입된 상태에서 드럼을 회전시켜 세탁물이 세탁수 및 드럼을 서로 마찰시킴으로써 세탁물을 세탁할 수 있다.

과부하의 상황에서도 최대 전류를 저감할 수 있는 세탁기 및 세탁기 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 세탁기 및 세탁기 제어 방법이 제공된다.

세탁기는 세탁물이 수용되는 드럼, 상기 드럼을 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 모터 및 상기 제1 방향으로 회전하는 드럼이 제1 기준각만큼 회전하면 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하고, 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 중지시키고, 상기 드럼이 제1 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제2 방향으로 회전시키도록 상기 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 드럼이 상기 제2 방향으로 회전 중 제2 기준각만큼 회전하면 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하고 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 다시 중지시킬 수 있다.

상기 제2 기준각의 절대값은 상기 제1 기준각의 절대값과 상이할 수 있다.

상기 제어부는 상기 모터가 과부하로 판단되어 상기 모터의 동작이 다시 중단된 후 상기 드럼이 제2 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향으로 다시 회전시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1 방향으로 드럼을 회전시키던 상기 모터의 동작이 중지된 기간 동안 상기 제2 기준각을 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 모터가 과부하가 아닌 경우 상기 모터가 상기 드럼을 회전 중인 방향으로 계속하여 회전시키도록 상기 모터를 제어할 수 있다.

상기 제1 전류 인가 위치는 드럼의 초기 위치를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 모터에 인가되는 전류 또는 전압을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 드럼이 제1 기준각까지 회전한 경우 상기 제1 기준각 도달 시간을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단할 수 있다.

상기 드럼이 상기 제1 기준각까지 회전하였는지를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 드럼이 초기 위치에서 제1 방향으로 제1 기준각만큼 회전하는 단계, 상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계, 상기 모터가 과부하인 경우 상기 모터의 동작을 중지시키는 단계 및 상기 드럼이 제1 전류 인가 위치까지 회전하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 상기 드럼이 상기 제2 방향으로 회전 중 제2 기준각만큼 회전하는 단계, 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 다시 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 제2 기준각의 절대값은 상기 제1 기준각의 절대값과 상이할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 상기 드럼이 제2 방향으로 회전 중 상기 모터가 과부하로 판단되어 상기 모터의 동작이 다시 중단된 후 상기 드럼이 제2 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향으로 다시 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 상기 제1 방향으로 드럼을 회전시키던 상기 모터의 동작이 중지된 동안 상기 제2 기준각을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 상기 모터가 과부하가 아닌 경우 상기 모터가 상기 드럼을 회전 중인 방향으로 계속하여 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 전류 인가 위치는 상기 드럼의 초기 위치를 포함할 수 있다.

상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계는 상기 모터에 인가되는 전류 또는 전압을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계는 상기 드럼이 제1 기준각까지 회전한 경우 상기 제1 기준각 도달 시간을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

세탁기 제어 방법은 감지 장치를 이용하여 상기 드럼이 상기 제1 기준각까지 회전하였는지를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 세탁기 및 세탁기 제어 방법에 의하면 세탁기의 모터가 과부하의 상황에서도 최대 기동 전류를 저감시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있다.

이에 따라 세탁 공정에 있어서 기동 전류를 증가시키지 않고도 세탁물을 세탁할 수 있게 됨으로써 세탁기의 부품의 내구성에 대한 영향이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 상술한 세탁기 및 세탁기 제어 방법에 의하면 상대적으로 낮은 사양의 세탁기로도 높은 부하 특성의 세탁물을 세탁할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.

또한 상술한 세탁기 및 세탁기 제어 방법에 의하면 세탁기가 일반적인 부하 상태에서는 일반적인 세탁 공정을 수행하고 시스템에 과부하가 인가되는 상태에서는 스윙 동작을 수행함으로써 세탁기가 과부하의 상황에서도 용이하게 교반 운전을 수행할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.

또한 상술한 세탁기 및 세탁기 제어 방법에 의하면 세탁기의 드럼의 회전 운동에 의한 관성력을 적절하게 활용할 수 있게 되어 세탁기가 효율적으로 세탁 공정을 수행할 수 있게 된다.

도 1은 세탁기의 일 실시예의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 세탁기의 일 실시예에 대한 측단면도이다.
도 3은 세탁기의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 4a 내지 도 4c는 세탁기를 제어하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 모터에 인가되는 전류의 파형의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 6 내지 도 17은 드럼의 구동을 설명하기 위한 도면이다.

도 1은 세탁기의 일 실시예의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 세탁기의 일 실시예에 대한 측단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바를 참조하면 세탁기(1)는 외관을 형성하는 본체(10), 세탁 행정에 사용될 세탁수나 헹굼 행정에 사용될 헹굼수를 수용하는 수조(20), 세탁물을 수용하는 드럼(30) 및 드럼(30)를 회전시키는 구동모터(40)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 세탁 공정에 필요한 각종 부품, 예를 들어 수조(20), 드럼(30) 또는 모터(40) 등을 내장할 수 있다. 본체(10)는 각종 강판이나 합성 수지 등의 재질로 이루어진 것일 수 있다. 본체(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 육면체 또는 이와 근사한 형상을 가질 수 있다. 본체(10)는 육면체 또는 이와 근사한 형상의 일면에 마련될 수 있다. 이외에도 본체(10)는 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 본체(10)의 일부에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입하기 위한 투입구가 마련될 수 있다. 투입구는 본체(10)의 전면 중앙 측에 형성된 것일 수 있다. 투입구 주변에는 본체(10)의 전면에 투입구를 개폐하기 위한 도어(70)가 마련될 수 있다. 도어(70)는 힌지 등을 이용하여 회동하여 투입구를 개폐할 수 있다. 도어(70)는 투입구를 개폐하여 드럼(30) 내부에 세탁물을 투입 가능하도록 하면서 동시에 드럼 내부에서 유동하는 세탁물이나 세탁수가 외부로 분출되지 않도록 할 수 있다.

본체(10)의 일부에는 사용자와의 인터페이스를 위한 컨트롤 패널(80)이 마련될 수 있다. 컨트롤 패널(80)은 사용자로부터 세탁기(1)의 동작 명령을 입력받는 입력부(81) 및 세탁기(1)의 동작 정보를 표시하는 표시부(83)를 포함할 수 있다. 입력부(81)는 세탁기(1)의 세탁 공정과 관련된 각종 명령을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 예를 들어 입력부(81)는 세탁 시간, 헹굼 횟수, 탈수 시간, 건조 시간, 동작 및 일시 정지 등 세탁기(1)의 동작과 관련된 다양한 사용자의 명령을 입력받을 수 있다. 또한 입력부(81)는 세탁 모드에 대한 명령을 입력받을 수 있다. 예를 들어 입력부(81)는 세탁기(1)가 후술하는 세탁기 제어 방법을 이용하여 세탁물을 세탁할지 여부에 대한 사용자의 선택을 입력받을 수 있다. 입력부(81)는 예를 들어 가압식 버튼(81a) 또는 회전식 버튼(81b) 등을 이용하여 구현된 것일 수 있다. 표시부(83)는 세탁수의 양, 세탁기(1)가 수행 중인 행정, 세탁 종료까지 남은 시간 등 세탁기(1)의 동작 또는 현재 진행 중인 세탁 모드 등과 관련된 정보를 표시할 수 있다. 표시부(83)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널이나 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 등을 채용한 것일 수 있다. 도 1 및 도 2에는 입력부(81)와 표시부(83)가 별도로 마련된 세탁기(1)의 일 실시예에 대해 도시되어 있으나, 세탁기(1)의 입력부(81)와 표시부(83)는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 세탁기(1)의 입력부와 표시부는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)에 의해 일체로 구현된 것일 수도 있다.

도 2에 도시된 바를 참조하면 본체(10) 내부에는 수조(20), 드럼(30), 모터(40), 급수 장치(50), 배수 장치(60) 및 세제 공급 장치(90) 등이 설치될 수 있다.

수조(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10) 내부에 설치되고, 내부에 회전 가능한 드럼(30)이 마련될 수 있다. 수조(20)는 원통 등의 형상으로 형성된 몸체부(21), 몸체부(21)의 전방에 배치되는 전면판(22), 몸체부(21)의 후방에 배치되는 후면판(23)을 포함할 수 있다. 수조(20)의 전면판(32)에는 세탁물의 출입을 위한 개구(22a)가 마련될 수 있다. 개구(22a)는 상술한 투입구에 대응하여 마련될 수 있다. 후면판(23)에는 구동 모터(40)의 회전축(43)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(25)을 구비한 베어링 하우징(24)이 설치될 수 있다. 수조(20)의 후면판(23) 하부에는 수조(20) 및 드럼(30) 내부의 온도를 감지하는 드럼 온도 감지부(26)가 마련될 수 있다. 드럼 온도 감지부(26)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 써미스터(thermistor)를 채용할 수 있다.

드럼(30)은 내부에 세탁물을 수용하며 모터(40)의 회전에 따라 회전하여 세탁물을 세탁시킬 수 있다. 드럼(30)은 수조(20) 내부에 회전 가능하게 설치되며, 원통 형상으로 형성된 몸체부(31), 몸체부(31)의 전방에 배치되는 전면판(32), 몸체부(31)의 후방에 배치되는 후면판(33)을 포함할 수 있다. 드럼(30)의 몸체부(31)에는 세탁수 유통을 위한 다수의 통공(31a)이 마련될 수 있다. 또한 드럼(30)의 몸체부(31)의 내주면에는 세탁물을 상측으로 끌어올리기 위한 복수의 리프터(31b)가 드럼(30)의 원주 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다. 드럼(30)의 전면판(32)에는 세탁물 출입을 위한 개구(32a)가 마련될 수 있다. 드럼(30)의 개구(32a)는 수조(20)의 개구(22a)에 대응하여 드럼(30)의 전면판(32)에 마련될 수 있다. 드럼(20)의 후면판(33)에는 모터(40)의 회전축(43)이 연결되는 샤프트 플랜지(34)가 설치될 수 있다.

모터(40)는 드럼(30)을 회전시켜 세탁물이 세탁되도록 할 수 있다. 모터(40)는 수조(20)의 후면에 배치될 수 있다. 구체적으로 모터(40)는 수조(20)의 후면에 고정되는 고정자(41), 고정자(41)와 상호 작용하여 회전하는 회전자(42) 및 회전자(42)의 회전력을 드럼(30)에 전달하는 회전축(43)을 포함할 수 있다. 회전축(43)의 일 말단은 회전자(42)의 중앙에 고정될 수 있다. 회전축(43)의 타 말단은 수조(20)를 관통한 후 드럼(30)의 후면판(33) 중앙에 마련된 샤프트 플랜지(34)에 고정될 수 있다. 모터(40)는 일 실시예에 의하면 회전자와 고정자 사이의 상호작용에 의하여 회전자와 연결된 회전축을 회전시키는 것으로 영구자석과 전자석 사이의 자기적 상호작용을 이용하여 회전축을 회전시키는 영구자석형 모터, 계자 코일과 전기자 사이의 자기적 상호작용을 이용하여 회전축을 회전시키는 유니버설 모터 등을 포함할 수 있다. 그러나 모터(40)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 모터(40)는 중소형 부하에 적용 가능한 다양한 종류의 모터를 포함할 수도 있다. 모터(40)의 회전 속도와 회전 방향은 모터(40)에 공급되는 전류의 크기 및 방향에 따라 제어되며 모터(40)에 공급되는 전류가 차단되면 모터(40)의 회전이 정지될 수 있다. 모터(40)에 공급되는 전류의 크기 및 방향은 제어부(100)에 의해 결정될 수 있다.

일 실시예에 의하면 모터(40)의 회전축(43)에는 모터(40)의 회전 속도나 회전량을 감지할 수 있는 감지부(103)가 마련될 수 있다. 모터(40)의 회전 속도 또는 회전량에 따라서 드럼(30)이 회전하기 때문에 감지부(103)는 결국 드럼(30)의 회전 속도나 회전량 등을 위한 감지할 수 있게 된다. 감지부(103)는 광 센서나 홀 센서 등을 이용하여 구현된 것일 수 있다.

급수 장치(50)는 세탁수 또는 헹굼수를 수조(20) 내부에 공급할 수 있다. 급수 장치(50)는 외부의 급수원과 세제 공급 장치(90)를 연결하는 급수관(51), 외부의 급수원과 급수관(51) 사이에 배치되고 급수관(51)을 개폐하는 급수 밸브(52)를 포함할 수 있다. 급수장치(50)는 수조(20)의 몸체부(21)의 상부에 배치될 수 있다. 급수 장치(50)는 세제 공급 장치(90)와 연결될 수 있다.

세제 공급 장치(90)는 급수 장치(50)에 연결되어 급수장치(50)를 통해 전달된 세탁수를 세제와 함께 연결관(53)을 통해 수조(20)로 공급할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 세제 공급 장치(90)는 수조(20)의 상부에 설치될 수도 있다.

배수 장치(60)는 세탁에 사용된 세탁수 또는 헹굼수를 본체(10) 외부로 배출시킬 수 있다. 배수 장치(60)는 수조(20)의 몸체부(21)의 하부에 설치될 수 있다. 배수 장치(60)는 수조(20)의 세탁수 또는 헹굼수가 이동하는 통로인 배수관(61)과 세탁수 또는 헹굼수를 외부로 배출시키는 배수 펌프(62)를 포함할 수 있다.

도 2에서는 급수 장치(50) 및 세제 공급 장치(90)가 수조(20) 상부에 마련되고, 배수 장치(60)가 수조(20) 하부에 마련되는 실시예에 대해 도시하였으나, 급수 장치(50), 배수 장치(60) 및 세제 공급 장치(90)의 설치 위치는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 급수 장치(50), 배수 장치(60) 및 세제 공급 장치(90)는 실시예에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어 세제 공급 장치(90)가 본체(10)의 하부에 설치되는 것도 가능하다.

도 3은 세탁기의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 3에 도시된 바에 의하면 세탁기(1)는 수조(20), 수조(20) 내부에서 회전하는 드럼(30), 드럼을 회전시키는 모터(40), 모터(40)의 동작을 제어하는 제어부(100), 제어부(100)의 제어에 필요한 정보를 저장하는 저장부(101) 및 제어부(100)의 제어에 따라 모터(40)에 전류를 공급하는 전원(102)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 세탁기(1)는 드럼(30)의 회전량을 감지하는 감지부(103) 등을 더 포함할 수 있다.

제어부(100)는 세탁기(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(100)는 사용자가 컨트롤 패널(80)을 통해 입력한 명령을 기초로 사용자의 명령에 상응하는 제어 신호를 생성한 후 생성한 신호를 세탁기(1)의 각 부품, 일례로 전원(102)에 전달하여 세탁기(1)가 사용자의 선택에 따라 동작하도록 제어할 수 있다. 제어부(100)는 사용자의 명령과 무관하게 미리 정의된 설정에 따라서 세탁기(1)의 동작을 제어할 수 있다.

일 실시예에 의하면 제어부(100)는 드럼(30)이 소정의 기준각만큼 회전하면 모터(40)가 과부하인지 판단하고, 판단 결과에 따라 모터(40)의 동작을 제어할 수 있다. 이 경우 제어부(100)는 전원(102)에 의해 모터(40)에 인가되는 전류를 차단하거나, 전류의 세기 또는 방향을 변경하여 판단 결과에 따라 모터(40)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 세탁물이 들어있는 드럼(30)이 모터(40)에 의해 제1 방향으로 회전하는 도중 드럼(30)이 제1 기준각만큼 회전하면, 제어부(100)는 모터(40)가 과부하인지 판단하고, 만약 모터(40)가 과부하가 아닌 경우 모터(40)에 인가되는 전류를 유지하여 모터(40)가 지속적으로 드럼(30)을 회전시키도록 하고, 만약 모터(40)가 과부하인 경우 모터(40)에 인가되는 전류를 차단하여 모터(40)의 동작을 중단시킬 수 있다. 모터(40)가 동작을 중단하면 드럼(30)이 중력에 따라 제2 방향으로 회전할 수 있다. 드럼(30)이 제2 방향으로 회전하는 도중에 제어부(100)는 모터(40)에 전류를 반대로 인가하여 모터(40)가 드럼(30)을 제2 방향으로 회전시키도록 할 수 있다. 여기서 제1 방향은 드럼(30)의 회전 방향 중 임의로 정해진 어느 하나일 수 있으며, 제2 방향은 제1 방향의 반대 방향일 수 있다. 상술한 제어부(100)는 세탁기(1) 내부 또는 외부의 소정의 위치에 설치된 소정의 기판 및 반도체 칩 등에 의해 구현될 수 있다. 또한 제어부(100)는 세탁기(1) 외부에 마련되고 세탁기(1)와 연결된 별도의 컴퓨터 등에 의해 구현될 수도 있다.

저장부(101)는 모터(40)가 과부하인지 판단하기 위한 기준각에 대한 정보, 모터(40) 과부하에 대한 판단 기준 또는 세탁기(1)의 동작과 관련된 각종 미리 저장된 설정 등을 저장할 수 있다. 저장부(101)는 제어부(100)가 기준각을 변경하는 경우 기준각을 변경하는 정도에 대한 정보나 제어부(100)에 의해 변경된 기준각에 대한 정보 역시 저장할 수 있다. 저장부(101)는 세탁기(1) 내부의 소정의 기판 등에 설치될 수 있다. 저장부(101)는 각종 램(RAM, random access memory) 등과 같은 반도체 저장 장치에 의해 구현될 수도 있고, 자기 디스크 저장 장치에 의해 구현될 수도 있다.

전원(102)은 전류를 모터(40)에 공급하여 모터(40)가 구동하도록 할 수 있다. 전원(102)은 제어부(100)의 제어 신호에 따라서 서로 상이한 세기나 방향의 전류를 모터(40)에 인가할 수 있다. 모터(40)는 상술한 바와 같이 전원(102)에서 인가되는 전류의 세기나 방향에 따라서 소정의 회전 속도로 회전하거나 또는 소정의 방향으로 회전할 수 있다. 모터(40)에 공급되는 전류는 상용 전류일 수도 있고, 배터리 등의 축전 장치에서 공급되는 전류일 수도 있다.

이하 도 4a 내지 도 17을 참조하여 세탁기를 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 4a 내지 도 4c는 세탁기를 제어하는 방법에 대한 흐름도이고, 도 5는 모터에 인가되는 전류의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 17은 드럼의 구동을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 17은 드럼(30)의 개구(32a) 방향에서 본 드럼(30)을 간략하게 도시한 것이다. 아울러 도 6 내지 도 17에서는 드럼(30) 상의 일 지점(p)을 정하였으나, 일 지점(p)은 설명의 편의를 위해 드럼(30)의 외주에서 임의적으로 선택된 지점일 뿐이지 드럼(30)의 외주의 특정한 지점만을 의미하는 것으로 해석될 수는 없다. 한편 도 6 내지 도 17에서 원점(o)은 드럼(30)의 회전축을 의미한다.

도 4a, 도 5 및 도 6에 도시된 바에 따르면 먼저 세탁 공정의 개시 전(t0)에는 드럼(30)의 일 지점(p)은 소정의 초기 위치(i)에 배치될 수 있다(s200). 초기 위치(i)는 임의적으로 결정된 것일 수 있다. 세탁 공정의 개시 전(t0)에는 전원(102)에서는 어떠한 전류도 모터(40)에 인가되지 않으므로, 모터(40)는 회전하지 않고, 따라서 드럼(30) 역시 회전하지 않는다.

사용자가 컨트롤 패널(80)을 조작하여 세탁 공정의 개시 명령을 입력하면 제어부(100)는 이에 상응하는 제어 신호를 생성한 후 제어 신호를 전원(102)에 전달하고 전원(102)은 제어 신호에 상응하는 전류를 모터(40)에 인가하여 모터(40)를 구동시킬 수 있다(s210). 도 5에 도시된 바와 같이 전류는 모터(40)를 회전시키는 동안 지속적으로 공급될 수 있다(t1)

도 7에 도시된 바와 같이 모터(40)에 전류가 인가되면 모터(40)는 인가된 전류의 방향에 따라서 제1 방향(r1)으로 회전하고, 모터(40)의 회전에 따라 드럼(30) 역시 도 7에 도시된 바와 같이 제1 방향(r1)으로 회전하기 시작한다(s211). 이 경우 드럼(30)의 일 지점(p) 역시 함께 회전하게 된다. 여기서 드럼(30)의 일 지점(p), 원점(o) 및 초기 위치(i) 사이의 각을 드럼의 회전각(θ1)이라고 한다. 드럼(30)의 회전에 따라 회전각(θ1)은 점점 증가하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이 드럼(30)이 제1 방향(r1)으로 회전하다가 드럼(30)의 회전각(θ1)이 미리 설정된 제1 기준각(δ1)과 동일해지면(s212), 제어부(100)는 모터(40)가 과부하인지 여부를 판단할 수 있다(s213). 제1 기준각(δ1)은 드럼(30)의 원주 상의 특정한 제1 위치(d1), 원점(o) 및 초기 위치(i) 사이의 각을 의미한다. 다시 말해서 일 지점(p)이 제1 위치(d1)에 도달하면, 제어부(100)는 모터(40)의 과부하 여부를 판단할 수 있다. 제1 기준각(δ1)은 드럼(30)의 지름이나 부피 등 드럼(30)의 크기에 따라 결정된 것일 수도 있다. 제1 기준각(δ1)은 사용자 또는 시스템 설계자 등에 의해 미리 선택된 것일 수 있다. 제1 기준각(δ1)은 20도 내지 40도 사이의 임의의 각일 수도 있다. 그러나 제1 기준각(δ1)은 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 시스템 설계자의 필요에 따라 0도 초가 360도 미만 사이의 다양한 각이 제1 기준각(δ1)으로 선택될 수 있다.

일 실시예에 의하면 제어부(100)는 감지부(103)를 이용하여 드럼(30)이 미리 설정된 제1 기준각(δ1)만큼 회전하였는지 판단할 수 있다. 구체적으로 감지부(103)가 모터(40)의 회전을 감지하고 모터(40)의 회전 정도에 따른 소정의 전기적 신호를 출력하면 제어부(100)는 출력된 전기적 신호를 기초로 드럼(30)이 미리 설정된 제1 기준각(δ1)만큼 회전하였는지 판단할 수 있다. 이외에도 제어부(100)는 모터(40)의 회전 속도나 회전수를 감지하기 위해 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 수단을 이용하여 드럼(30)이 미리 설정된 제1 기준각(δ1)만큼 회전하였는지 판단할 수 있다.

제어부(100)는 인가되는 전류나 전압의 크기에 따라서 과부하 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 모터(40)가 동일한 회전력을 획득하기 위해 일정 수준 이상의 전류 또는 전압을 요구하는 경우 제어부(100)는 모터(40)가 과부하되었다고 판단할 수 있다. 또한 제어부(100)는 드럼(30)이 제1 기준각(δ1)까지 회전한 회전 시간을 이용하여 모터(40)가 과부하인지 판단할 수 있다. 예를 들어 공급된 전류에 따른 드럼(30)의 제1 기준각(δ1) 도달 예상 시간과 실제 드럼(30)이 제1 기준각(δ1)에 도달한 시간을 비교한 후, 비교 결과 제1 기준각(δ1) 도달 예상 시간과 실제 도달 시간 사이의 차이가 오차 범위보다 크면 모터(40)가 과부하된 것으로 판단할 수 있다.

만약 모터(40)가 과부하가 아닌 경우 제어부(100)는 모터(40)에 인가되는 전류의 크기나 방향을 유지할 수 있다(s214). 그러면 드럼(30)은 회전하던 제1 방향(r1)으로 계속하여 회전하게 된다(s215). 실시예에 따라서 제1 회전 시에는 모터(40)가 과부하가 아니라고 하더라도 제2 회전 시에 모터(40)의 과부하 여부를 추가로 판단할 수도 있다(s216). 다시 말해서 제1 회전 시에 드럼(30)이 미리 설정된 제1 기준각(δ1)만큼 회전한 경우 모터(40)가 과부하가 아니라고 판단되더라도 다음 제2 회전 시에 드럼(30)이 미리 설정된 기준각만큼 회전한 경우 다시 모터(40)의 과부하 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 제2 회전에서의 기준각은 제1 회전에서의 제1 기준각(δ1)과 상이할 수 있다.

만약 모터(40)가 과부하로 판단된 경우 제어부(100)는 모터(40)에 전류 공급을 중단하기 위한 제어 신호를 생성하여 전원(102)에 전달하고, 전원(102)은 모터(40)에 대한 전류 공급을 중단하게 된다. 그러면 도 5에 도시된 바와 같이 모터(40)에 대한 전류는 공급되지 않을 수 있다(t2). 전류의 차단에 따라 모터(40)는 동작을 중지하게 되고(s220), 드럼(30)은 모터(40)로부터 회전력을 공급받을 수 없게 된다. 따라서 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 중력에 따라 제1 방향(r1)의 반대 방향인 제2 방향(r2)으로 회전하게 된다(s221). 이 경우 초기 위치(i)를 기준으로 한 드럼(30)의 회전각(θ1)은 도 7의 경우와 반대로 감소하게 된다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 드럼(30)이 제2 방향(r2)으로 회전하는 도중에 일 지점(p)이 제1 전류 인가 위치(e1)에 도달하면(s222), 제어부(100)는 드럼(30)을 제2 방향(r2)으로 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하여 전원(102)에 전달하고, 전원(102)은 제어 신호에 따라 모터(40)에 전류를 인가할 수 있다(s223). 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 제1 전류 인가 위치(e1)에 도달한 시점 또는 그 시점으로부터 일정 기간 이내에 모터(40)에 대한 전류의 공급이 개시될 수 있다(t3). 그러면 모터(40)는 제2 방향(r2)으로 회전하는 드럼(30)에 제2 방향(r2)으로의 회전력을 인가시킬 수 있다(s224). 다시 말해서 드럼(30)의 회전각(θ1)이 제1 전류 인가각(γ1)까지 감소하면, 모터(40)를 구동시켜 드럼(30)에 제2 방향(r2)으로의 회전력을 인가시킬 수 있다. 따라서 도 11에 도시된 바와 같이 드럼(30)은 제2 방향(r2)으로 모터(40)에 의해 회전하게 될 수 있다. 이 경우 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 드럼(30)은 중력에 의해 제2 방향(r2)으로 회전 중이었기 때문에 모터(40)는 드럼(30)의 관성 모멘트를 이용하여 드럼(30)을 회전시킬 수 있게 된다. 따라서 모터(40)가 상대적으로 더 적은 회전력을 드럼(30)에 인가한다고 하더라도 드럼(30)을 더 많이 회전시킬 수 있게 된다. 실시예에 따라서 제1 전류 인가 위치(e1)는 초기 위치(i)일 수도 있고, 초기 위치(i) 주변의 임의의 위치일 수도 있다. 제1 전류 인가 위치(e1)는 초기 위치(i)인 경우 상술한 제1 전류 인가각(γ1)은 0도일 수 있다. 일 지점(p)이 제1 전류 인가 위치(e1)에 도달하였는지 여부는 상술한 감지부(103)를 이용할 수도 있고, 또는 수조(20)나 드럼(30)에 마련된 별도의 감지 센서를 이용할 수도 있다. 이 경우 수조(20)나 드럼(30)에 마련된 별도의 감지 센서는 광센서 등 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 센서를 모두 포함할 수 있다.

도 11 및 도 12에 도시된 바를 참조하면 모터(40)가 다시 구동하여 드럼(30)이 제2 방향(r2)으로 회전하는 경우, 드럼(30)의 회전각(θ2)은 점점 증가하게 된다. 만약 드럼(30)의 회전각(θ2)이 미리 설정된 제2 기준각(δ2)과 동일해지면(s225), 제어부(100)는 모터(40)가 과부하인지 여부를 다시 판단할 수 있다(s226). 여기서 제2 기준각(δ2)은 드럼(30)의 원주 상의 특정한 제2 위치(d2), 원점(o) 및 초기 위치(i) 사이의 각을 의미한다. 제2 위치(d2)는 원점(o) 및 초기 위치(i)를 잇는 선분을 기준으로 제1 위치(d1)의 반대편에 위치할 수 있다. 다시 말해서 일 지점(p)이 제2 위치(d2)에 도달하면 제어부(100)는 모터(40)의 과부하 여부를 판단할 수 있다.

일 실시예에 의하면 제2 기준각(δ2)은 제1 기준각(δ1)과 그 절대값이 동일할 수 있다. 다시 말해서 제2 위치(d2)는 제1 위치(d1)와 원점(o) 및 초기 위치(i)를 잇는 선분을 기준으로 대칭일 수 있다. 다른 실시예에 의하면 제2 기준각(δ2)은 제1 기준각(δ1)과 그 절대값이 서로 상이할 수 있다. 예를 들어 제2 기준각(δ2)의 절대값은 제1 기준각(δ1)의 절대값보다 작을 수도 있고 클 수도 있다.

제2 기준각(δ2)은 드럼(30)의 지름이나 부피 등 드럼(30)의 크기에 따라 결정된 것일 수도 있다. 제2 기준각(δ2)은 사용자 또는 시스템 설계자 등에 의해 미리 정의된 것일 수도 있다. 제2 기준각(δ2)은 20도 내지 40도 사이의 임의의 각일 수도 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 시스템 설계자의 필요에 따라 0도 초가 360도 미만 사이의 다양한 각이 제2 기준각(δ2)으로 선택될 수 있다.

제2 기준각(δ2)은 일정 시기에 제어부(100)에 의해 결정된 것일 수도 있다. 예를 들어 제어부(100)는 모터(40)가 동작하지 않는 사이(t2)에 제2 기준각(δ2)을 결정할 수도 있다. 이 경우 제어부(100)는 제1 기준각(δ1)을 기초로 제2 기준각(δ2)을 결정할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 제1 기준각(δ1)에서 일정한 수치를 감산한 값을 제2 기준각(δ2)으로 결정할 수 있다. 제어부(100)는 제2 기준각(δ2)을 결정하기 위해 저장부(101) 등을 열람할 수도 있다.

일 실시예에 의하면 제어부(100)는 감지부(103)를 이용하여 드럼(30)이 미리 설정된 제2 기준각(δ2)만큼 회전하였는지 판단할 수 있다. 상술한 바와 동일하게 감지부(103)가 모터(40)의 회전을 감지하고 모터(40)의 회전 정도에 따른 소정의 전기적 신호를 출력하면 제어부(100)는 출력된 전기적 신호를 기초로 드럼(30)이 초기 위치(i)를 기준으로 미리 설정된 제2 기준각(δ2)만큼 회전하였는지 판단할 수 있다.

제어부(100)는 인가되는 전류나 전압의 크기에 따라서 과부하 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 모터(40)가 동일한 회전력을 획득하기 위해 일정 수준 이상의 전류 또는 전압을 요구하는 경우 제어부(100)는 모터(40)가 과부하되었다고 판단할 수 있다. 또한 제어부(100)는 드럼(30)이 제2 기준각(δ1)까지 회전한 회전 시간을 이용하여 모터(40)가 과부하인지 판단할 수 있다. 예를 들어 공급된 전류에 따른 드럼(30)의 제2 기준각(δ2) 도달 예상 시간과 실제 드럼(30)이 제2 기준각(δ2)에 도달한 시간을 비교한 후, 비교 결과 제2 기준각(δ2) 도달 예상 시간과 실제 도달 시간 사이의 차이가 오차 범위보다 크면 모터(40)가 과부하된 것으로 판단할 수 있다.

드럼(30)이 제2 기준각(δ2)에 도달하고 모터(40)가 과부하가 아닌 것으로 판단되는 경우 제어부(100)는 모터(40)에 인가되는 전류의 크기나 방향을 유지하도록 제어할 수 있다(s227). 그러면 드럼(30)은 회전하던 제2 방향(r2)으로 계속하여 회전하게 된다(s228). 상술한 바와 동일하게 실시예에 따라서 제2 방향(r2)으로 제1 회전 시에는 모터(40)가 과부하가 아니라고 하더라도 제2 방향(r2)으로 제2 회전 시에 모터(40)의 과부하 여부를 추가로 판단할 수도 있다.

드럼(30)이 제2 기준각(δ2)에 도달하고 만약 모터(40)가 과부하로 판단된 경우, 제어부(100)는 모터(40)에 전류 공급을 중단하기 위한 제어 신호를 생성하여 전원(102)에 전달하고, 전원(102)은 모터(40)에 대한 전류 공급을 중단할 수 있다. 그러면 도 5에 도시된 바와 같이 전류는 모터(40)에 공급되지 않을 수 있다(t4). 전류 공급의 중단에 따라 모터(40)의 동작 역시 중단되고(s230), 모터(40)로부터 회전력을 공급받을 수 없는 드럼(30)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 중력에 따라 다시 제1 방향(r1)으로 회전하게 된다(s231). 이 경우 초기 위치(i)를 기준으로 한 드럼(30)의 회전각(θ2)은 도 11의 경우와 반대로 감소하게 된다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 드럼(30)이 제1 방향(r1)으로 다시 회전하는 도중에 일 지점(p)은 제2 전류 인가 위치(e2)에 도달할 수 있다(s232). 그러면 제어부(100)는 제어 신호를 생성하여 모터(40)를 동작시킬 수 있다. 이 경우 제어부(100)는 제어 신호를 전원(102)에 전달하고, 전원(102)은 제어 신호에 따라 모터(40)가 제1 방향(r1)으로 회전 구동하기 위한 전류를 모터(40)에 인가할 수 있다(s223). 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이 제2 전류 인가 위치(e2)에 도달한 시점 또는 그 시점으로부터 일정 기간 이내에 모터(40)에 대한 전류의 공급이 개시될 수 있다(t5). 그러면 모터(40)는 제1 방향(r1)으로 회전하는 드럼(30)에 제1 방향(r1)으로의 회전력을 인가시키고, 드럼(30)은 모터(40)에서 인가된 회전력에 따라 제1 방향(r1)으로 계속하여 회전할 수 있다(s234). 다시 말해서 드럼(30)의 회전각(θ2)이 제2 전류 인가각(γ2)까지 감소하면, 모터(40)를 구동시켜 드럼(30)에 제1 방향(r1)으로의 회전력을 인가시킬 수 있다. 따라서 도 15에 도시된 바와 같이 드럼(30)은 제2 방향(r2)으로 모터(40)에 의해 회전하게 될 수 있다. 실시예에 따라서 제2 전류 인가 위치(e2)는 제1 전류 인가 위치(e1)과 동일한 위치일 수 있다. 또한 제2 전류 인가 위치(e2)는 초기 위치(i)일 수도 있고, 초기 위치(i) 주변의 임의의 위치일 수도 있다. 일 지점(p)이 제2 전류 인가 위치(e2)에 도달하였는지 여부는 상술한 바와 동일하게 감지부(103)를 이용할 수도 있고, 또는 수조(20)나 드럼(30)에 마련된 별도의 감지 센서를 이용할 수도 있다.

도 15 및 도 16에 도시된 바에 따르면 다시 제1 방향(r1)으로 회전하는 드럼(30)의 회전각(θ3)이 미리 설정된 제3 기준각(δ3)과 동일해지면 제어부(100)는 모터(40)가 과부하인지 여부를 또 다시 판단하고, 판단 결과에 따라서 모터(40)에 인가되는 전류를 차단(도 5의 t6)하거나 유지하도록 제어할 수 있다. 제3 기준각(δ3)은 드럼(30)의 원주 상의 특정한 제3 위치(d3), 원점(o) 및 초기 위치(i) 사이의 각을 의미한다. 제3 기준각(δ3)만큼 드럼 회전 여부나 모터(40)의 과부하 여부는 상술한 바와 동일하게 판단될 수 있다. 제3 기준각(δ3) 역시 드럼(30)의 지름이나 부피 등 드럼(30)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 또한 제3 기준각(δ1)은 사용자 또는 시스템 설계자 등에 의해 미리 선택된 것일 수도 있고, 제어부(100)에 의해 결정된 것일 수도 있다. 제3 기준각(δ3)은 제1 기준각(δ1) 및 제2 기준각(δ2)과 서로 상이한 것일 수도 있고, 제1 기준각(δ1) 및 제2 기준각(δ2) 중 어느 하나와 동일한 것일 수도 있다.

이상 설명한 과정은 세탁 공정이 종료될 때까지 반복될 수 있다. 따라서 드럼(30)은 도 17에 도시된 바와 같이 제1 방향(r1)과 제2 방향(r2)으로 번갈아 회전하면서 동작하게 될 수 있다. 이 경우 만약 임의의 제(k+1) 기준각(δk+1)이 제k 기준각(δk)보다 작게 설정된다면 드럼(30)의 회전 동작의 폭(w)은 점차로 작아지게 될 것이다. 최종적으로는 드럼(30)은 위치 에너지가 가장 작은 지점, 예를 들어 초기 위치(i)에서 정지하게 될 수 있다.

1: 세탁기 10: 본체
20: 수조 30: 드럼
40: 모터 50: 급수장치
60: 배수 장치 70: 도어
80: 컨트롤 패널 90: 세제공급장치
100 : 제어부 101 : 저장부
102 : 전원 103 : 감지부

Claims (20)

1. 세탁물이 수용되는 드럼;
   상기 드럼을 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 모터; 및
   상기 제1 방향으로 회전하는 드럼이 제1 기준각까지 회전하면 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하고, 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 중지시키고, 상기 드럼이 제1 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제2 방향으로 회전시키도록 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 드럼이 상기 제2 방향으로 회전 중 제2 기준각까지 회전하면 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하고 상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 다시 중지시키고,
   상기 제어부는 상기 제1 방향으로 드럼을 회전시키던 상기 모터의 동작이 중지된 기간 동안 상기 제2 기준각을 결정하는 세탁기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 기준각의 절대값은 상기 제1 기준각의 절대값과 상이한 세탁기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 모터가 과부하로 판단되어 상기 모터의 동작이 다시 중단된 후 상기 드럼이 제2 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향으로 다시 회전시키도록 제어하는 세탁기.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 모터가 과부하가 아닌 경우 상기 모터가 상기 드럼을 회전 중인 방향으로 계속하여 회전시키도록 상기 모터를 제어하는 세탁기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전류 인가 위치는 드럼의 초기 위치를 포함하는 세탁기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 모터에 인가되는 전류 또는 전압을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 세탁기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 드럼이 제1 기준각까지 회전한 경우 상기 제1 기준각 도달 시간을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 세탁기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 드럼이 상기 제1 기준각까지 회전하였는지를 감지하는 감지부;를 더 포함하는 세탁기.
11. 드럼이 초기 위치에서 제1 방향으로 제1 기준각까지 회전하는 단계;
    상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 모터가 과부하인 경우 상기 모터의 동작을 중지시키는 단계; 및
    상기 드럼이 제1 전류 인가 위치까지 회전하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계;
    상기 드럼이 상기 제2 방향으로 회전 중 제2 기준각까지 회전하는 단계;
    상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 모터가 과부하이면 상기 모터의 동작을 다시 중지시키는 단계; 및
    상기 제1 방향으로 드럼을 회전시키던 상기 모터의 동작이 중지된 동안 상기 제2 기준각을 결정하는 단계;를 포함하는 세탁기 제어 방법.
    
12. 삭제
13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 기준각의 절대값은 상기 제1 기준각의 절대값과 상이한 세탁기 제어 방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 드럼이 제2 방향으로 회전 중 상기 모터가 과부하로 판단되어 상기 모터의 동작이 다시 중단된 후 상기 드럼이 제2 전류 인가 위치에 도달하면 상기 모터가 상기 드럼을 상기 제1 방향으로 다시 회전시키는 단계;를 더 포함하는 세탁기 제어 방법.
15. 삭제
16. 제11항에 있어서,
    상기 모터가 과부하가 아닌 경우 상기 모터가 상기 드럼을 회전 중인 방향으로 계속하여 회전시키는 단계;를 더 포함하는 세탁기 제어 방법.
17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전류 인가 위치는 상기 드럼의 초기 위치를 포함하는 세탁기 제어 방법.
18. 제11항에 있어서,
    상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계는 상기 모터에 인가되는 전류 또는 전압을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 세탁기 제어 방법.
19. 제11항에 있어서,
    상기 드럼을 회전시키는 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계는 상기 드럼이 제1 기준각까지 회전한 경우 상기 제1 기준각 도달 시간을 기초로 상기 모터가 과부하인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 세탁기 제어 방법.
20. 제11항에 있어서,
    감지 장치를 이용하여 상기 드럼이 상기 제1 기준각까지 회전하였는지를 감지하는 단계;를 더 포함하는 세탁기 제어 방법.

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