KR100286821B1 - 세탁기의 세탁제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁 행정시 포량에 따라 세탁 모터의 회전각과 회전수(rpm)를 제어하여 세탁 효율을 높이도록 한 세탁기의 세탁 제어방법에 관한 것으로서, 포량감지를 위해 세탁 모터를 구동시킨 후 세탁 모터의 회전시 발생되는 펄스 수로 포량을 감지하는 포량 감지수단과; 감지된 포량에 맞게 급수를 하고 급수가 종료되면 세탁 행정 모드로 진입하는 세탁 행정 진입과정과; 세탁 행정 모드로 진입한 후 상기 감지한 포량에 따라 모터의 회전속도와 회전각을 달리 설정하여 세탁 패턴을 설정한 후 세탁을 진행시키는 세탁 패턴 설정과정으로 이루어져, 상기 감지한 포량이 많을 경우에는 모터의 회전속도를 빠르게 하고 회전각은 최대가 되도록 세탁패턴을 설정하는 단계와 상기 감지한 포량이 중간일 경우에는 모터의 회전속도와 회전각이 중간이 되도록 세탁패턴을 설정하는 단계와, 상기 감지한 포량이 적을 경우에는 모터의 회전속도는 느리게 하고 회전각은 최소가 되도록 세탁패턴을 설정하는 단계로 이루어 세탁모터의 회전수와 회전각 제어로 세탁 효율을 높이게 되는 것이다.

Description

세탁기의 세탁 제어방법

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 특히 세탁 행정시 수위(포량)에 따라 세탁모터의 회전량(각도)과 회전수(rpm)를 제어하여 세탁 효율을 높이도록 한 세탁기의 세탁 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 더렵혀진 세탁포를 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정을 순차적으로 소정 시간 또는 소정 회수 진행시켜 세탁포를 깨끗하게 해주는 장치이다.

이러한 작용을 하는 종래의 세탁기는 도1에 도시된 바와 같이, 외조(2)내에는 세탁포를 세탁하도록 내조(4)가 설치되어 있으며, 상기 내조(4)내에는 세탁포를 세탁하도록 상기 내조(4)에 대해 독립적으로 움직이는 펄세이터(6)가 설치되어 있다. 상기 외조(2)의 하측에는 상기 내조(4) 및 펄세이터(6)를 선택적으로 회전시키도록 세탁 모터(8)와 클러치(10)가 설치되어 있다. 또한 상기 세탁 모터(8)와 클러치(10) 사이에는 세탁 모터(8)의 회전력을 상기 회전 축(12)에 전달하도록 벨트(14)가 설치되어 있다. 그러고 상기 내조(4)의 상측에는 상기 내조(4)의 좌우 균형을 유지시키도록 균형 유지부재(16)가 설치되어 있으며, 상기 외조(2)의 하측에는 상기 외조(2)내의 물을 외부로 배출시키도록 배수 밸브(18) 및 배수 호스(20)가 설치되어 있다.

도2는 상기와 같이 구성되는 종래 세탁기를 제어하는 제어회로 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 메모리(22)는 세탁에 관한 여러 데이터를 기억하도록 후술하는 제어수단에 접속되어 있으며, 제어수단(24)은 세탁포를 세탁/헹굼시키기 위한 상기 세탁 모터(8), 후술하는 급수 밸브(31) 및 배수 밸브(18)의 회전을 제어하는 마이크로컴퓨터이다.

또한, 전원 공급수단(26)은 외부의 교류 전원(28)으로부터 220V의 상용 교류전압을 받아서 상기 제어수단(24)에 5V의 직류 전압을 공급하도록 상기 제어수단(24)에 접속되어 있으며, 키 입력수단(30)은 세탁 및 행굼에 관한 사용자의 조작 명령을 상기 제어수단(24)에 입력하도록 상기 제어수단(24)에 접속되어 있다.

그리고, 급수 밸브(31)는 상기 제어수단(24)으로부터 제어신호를 받아서 급수구(도면에는 미도시)를 개방/폐쇄하도록 상기 제어수단(24)에 접속되어 있다.

아울러 세탁 모터 구동 회로(32)는 상기 제어수단(24)으로부터 제어신호를 받아서 세탁 모터(8)에 방향을 갖는 전압을 인가하도록 상기 제어수단(24)에 접속되어 있다.

또한 배수 밸브(18)는 상기 제어수단(24)으로부터 제어신호를 받아서 상기 배수호스(20)를 통해 상기 외조(2)내의 물을 배수하도록 상기 제어수단(24)에 접속되어 있으며, 알림 수단(34)은 상기 제어수단(24)으로부터 출력된 알림 신호를 받아서 세탁 및 탈수 상태를 사용자에게 알리도록 버저와 표시 패널로 이루어져 있다.

이하 상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 세탁기의 제어방법에 대해 설명한다.

먼저, 세탁기에 상용 교류 전원(28)이 공급되면 전원공급수단(26)은 이를 강하시키고 시스템에서 필요로하는 전압으로 만들어 시스템 각부에 구동 전원으로 공급해주며, 동시에 5V의 정전압을 만들어 제어수단(24)에 구동 전원으로 공급해준다.

그러면 제어수단(24)은 시스템을 초기화시킨 상태에서 키 입력수단(30)에 의한 사용자의 요구를 수용한다.

즉, 제어수단(24)은 사용자가 세탁조내에 세탁할 세탁포를 넣고 세제를 알맞게 넣은 후 키 입력수단(30)을 통해 자동 세탁 모드 또는 수동 세탁 모드(수위와 세탁 시간 및 헹굼횟수와 탈수시간을 사용자가 임의로 설정하여 세탁하는 모드)를 선택하면 이를 감지하게 된다.

이때 사용자가 자동 세탁 모드를 선택하면, 제어수단(24)은 급수밸브(31)를 개방시켜 소정량의 물을 내조(4)에 급수하고, 그 소정량의 급수가 완료되면 급수밸브(31)를 폐쇄시킨 후 세탁모터 구동회로(32)를 설정시간 동안 구동시켜 세탁모터(8)를 구동시킨다.

이후 설정 시간이 경과하면 구동시킨 세탁모터(8)를 오프시키고, 그 세탁모터(8)의 회전을 펄스로 검출하고, 검출한 펄스 수에 따라 포량을 판정하게 된다.

상기 포량 판정이 완료되면 그 포량에 알맞는 수위를 설정하고, 그 설정한 수위에 대응되도록 급수밸브(31)를 개방시켜 급수를 한후, 급수가 종료되면 최초행정인 세탁 행정으로 진입하게 된다.

여기서, 세탁 행정에서는 상기 포량에 따라 세탁모터(8)의 구동 타이밍을 조절하여 세탁 행정을 진행시키게 된다.

즉, 상기 포량이 많은 경우에는 도3a와 같이 상기 세탁 모터(8)의 온 타임을 상대적으로 늘려 세탁 모터(8)의 구동을 제어하면서 설정 시간 동안 세탁 행정을 진행시키게 된다.

또한, 상기 포량이 적은 경우에는 도3b와 같이 상기 세탁 모터(8)의 온 타임을 상대적으로 줄여 세탁 모터(8)의 구동을 제어하면서 설정 시간 동안 세탁 행정을 진행시키게 된다.

다시 말해, 세탁 패턴은 포량에 따라 세탁 모터(8)의 온/오프 시간을 조절하는 방법으로 설정하게 된다.

여기서, 세탁 행정시에는 상기 세탁 모터(8)를 일정 주기로 정회전 및 역회전시켜 세탁 행정을 진행시키게 된다.

그런후 세탁 행정이 종료되면 배수를 하고 다음 행정인 헹굼 행정으로 진입을 하게 되며, 헹굼 행정에서도 상기 감지된 포량에 알맞게 급수를 한후 설정된 헹굼 행정시간 만큼 세탁 모터(8)를 정회전 및 역회전시켜 헹굼 행정을 진행시키게 된다.

이후 헹굼1회 행정이 종료되면 배수를 하고, 설정되는 헹굼 회수만큼 상기 헹굼1 회 행정을 반복 수행하여 헹굼 행정을 진행하게 된다.

그리고 헹굼 행정이 종료되면 헹굼시 꼬인포를 푸는 간헐 탈수 모드로 진입을 하여 간헐 탈수를 진행시키게 된다.

여기서 간헐 탈수 방식은 2가지 간헐 탈수 방식이 있는데, 첫 번째 간헐 탈수 방식은 유도모터가 적용된 경우 도3a와 같이 유도모터를 온(ON)/오프(OFF) 가감속 제어하여 간헐 탈수를 진행하는 방식으로, 이 가감속 제어 방식은 가속시 포에 함유된 물을 효과적으로 제거가 용이하다는 장점과 감속시 배수가 용이하다는 장점이 있다.

다음으로, 두 번째 간헐 탈수 방식으로는 가변속 모터가 적용된 경우로 도3b 와 같이 가변속 모터의 회전수(rpm)를 일정시간동안 상승시키고, 임의의 회전수에서 그 회전수를 소정 시간 유지하며, 다시 가변속모터의 회전수를 상승시키고 그 상승된 시점에서 가변속모터의 회전력을 유지하는 계단식 정속 방식으로 간헐 탈수를 진행하는 방식으로서, 이 계단식 정속 제어방식은 모터의 토오크 변화가 없는 시간이 많아서 조용한 간헐탈수가 가능하다는 이점이 있다.

한편, 상기와 같은 방식에 의해 간헐 탈수를 진행한 후 간헐 탈수가 종료되면 탈수 행정을 진행 시키게 되는데, 여기서 탈수 행정도 사용자가 설정하거나 자동으로 설정한 회수만큼 행정을 반복 수행하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 세탁기에 있어서 세탁 제어 방법은 포량에 따라 세탁 모터의 온/오프 시간을 조절하는 방법으로 세탁 패턴을 제어하여 세탁 행정을 진행시키기 때문에 세탁 효율이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 종래의 세탁기는 유도 모터를 적용하였기 때문에 세탁시 세탁 모터의 회전수(RPM)제어가 불가능하여 세탁 효율을 저하시키는 단점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 세탁기의 세탁 제어시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로, 본 발명은 세탁 행정시 포량에 따라 세탁 모터의 회전각도와 회전수(rpm)를 제어하여 세탁 효율을 높이도록 한 세탁기의 세탁 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방법은, 포량 감지를 위해 세탁 모터를 구동시킨 후 상기 세탁 모터를 오프시키고 세탁 모터의 회전시 발생되는 펄스 수로 포량을 감지하는 포량 감지수단과; 상기 감지된 포량에 맞게 급수를 하고 급수가 종료되면 세탁 행정 모드로 진입하는 세탁 행정 진입과정과; 상기 세탁 행정 모드로 진입한 후 상기 감지한 포량에 따라 모터의 회전속도와 회전각을 달리 설정하여 세탁 패턴을 설정한 후 세탁을 진행시키는 세탁 패턴 설정과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서, 세탁 패턴 설정과정은, 상기 감지한 포량이 많을 경우에는 모터의회전속도는 빠르게 하고 회전각은 최대가 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계와; 상기 감지한 포량이 중간일 경우에는 상기 모터의 회전속도와 회전각은 중간이 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계와; 상기 감지한 포량이 적을 경우에는 상기 모터의 회전속도는 느리게 하고 상기 회전각은 최소가 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

제1도는 종래 기술에 의한 세탁기의 단면도,

제2도는 종래 기술에 의한 세탁기의 제어회로 블록도.

제3a도는 종래 기술에 의한 세탁기에 있어서, 포량이 많을때의 세탁 모터 제어 패턴도.

제3b도는 종래 기술에 의한 세탁기에 있어서, 포량이 적을때의 세탁 모터 제어 패턴도.

제4도는 본 발명이 적용되는 세탁기의 단면도.

제5도는 본 발명이 적용되는 세탁기의 제어회로 블록도.

제6도는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 세탁 제어방법을 보인 플로우챠트.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

104 : 내조 106 : 펄세이터

121 : 세탁 모터 121 : 메모리

123 : 제어수단

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명이 적용되는 세탁기의 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 외조(102)내에는 세탁포를 세탁하도록 내조(104)가 설치되어 있으며, 상기 내조(104)내에는 세탁포를 세탁하도록 펄세이터(106)가 상기 내조(104)와 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 내조(104)의 균형을 유지시키도록 상기 내조(104)의 상측에는 밸런싱부재(108)가 형성되어 있으며, 상기 외조(102)의 하측에는 상기 외조(102)내의 물을 배수하도록 배수 밸브(110)가 설치되어 있으며, 상기 배수 밸브(110)에는 상기 외조(102)내의 물을 배수하도록 배수 호스(112)가 설치되어 있다.

그리고 상기 외조(102)에는 후술하는 회전자를 회전시키도록 고정자(114)가 설치되어 있으며, 상기 고정자(114)의 주위에는 상기 고정자(114)로부터 회전 자계를 받아서 회전하여 상기 내조(104) 및 펄세이터(106)를 회전시키도록 회전자(116)가 설치되어 있으며, 상기 회전자(116)의 회전 축(118)은 상기 내조(104) 및 펄세이터(106)를 회전시키도록 허브(120)에 결합되어 있다.

또한, 상기 고정자(114)와 회전자(116)는 상기 내조(104) 및 펄세이터(106)를 회전시키는 세탁 모터(121)를 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 세탁기의 구동을 제어하는 제어회로는 첨부한 도면 도5와 같다.

이에 도시된 바와 같이, 메모리(122)에는 세탁 행정시와 헹굼 행정시에 상기 내조(104)내의 세탁포를 세탁/헹굼시키도록 회전수 제어 데이터가 기억되며, 또한 간헐 탈수시 부하량을 판단하기 위한 제1 내지 제3 기준값이 기억되어 있다.

아울러 제어수단(123)은 세탁 행정시와 헹굼 행정시에 내조(104)내의 세탁포를 세탁/헹굼시키도록 세탁모터(121)의 회전을 제어하며, 상기 메모리(122)에 저장된 제1 내지 제3 기준값과 후술하는 부하량 감지소자에서 감지되는 전류값을 비교하여 부하량을 결정하고 그 부하량에 맞게 간헐 탈수시 시간 배분을 설정하는 마이크로 컴퓨터이다.

또한, 전원 공급수단(124)은 외부의 상용 교류전원(126)을 5V의 정전압 직류로 만들어 상기 제어수단(123)에 공급하도록 상기 제어수단(123)에 접속되어 있으며, 키 입력수단(128)은 세탁 및 탈수에 관한 사용자의 조작 명령을 상기 제어수단(123)에 입력하도록 상기 제어수단(123)에 접속되어 있다.

그리고 급수 밸브(130)는 상기 제어수단(123)으로부터 제어신호를 받아서 급수구(도면에는 미도시)를 개방/폐쇄하도록 상기 제어수단(123)에 접속되어 있으며, 세탁 모터 구동 회로(132)는 상기 제어수단(123)으로부터 제어신호를 받아서 상기 고정자(114)와 회전자(116)로 이루어진 세탁모터(121)에 방향 및 크기를 갖는 전압을 인가하도록 상기 제어수단(123)에 접속된 인버터 회로이다.

그리고, 회전수 감지수단(134)은 상기 내조(102)의 회전수를 상기 제어수단(123)에 입력하도록 상기 세탁모터(121)의 회전자(116) 주위에 설치된 홀 센서이며, 배수 밸브(110)는 상기 제어수단(123)으로부터 제어신호를 받아서 상기 배수호스(112)를 통해 외조(102)내의 물을 외부로 배출하도록 상기 제어수단(123)에 접속되어 있다.

알림 수단(136)은 상기 제어수단(123)으로부터 출력된 알림 신호를 받아서 세탁 및 탈수 상태를 사용자에게 알리도록 버저와 표시 패널로 이루어져 있다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 세탁기와 연관하여 본 발명의 일실시예인 세탁 제어방법을 첨부한 도면 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도4에 도시된 전원공급수단(124)에 의해 시스템에 전원이 공급되면, 제어수단(123)은 사용자가 설정한 자동 세탁 모드나 수동 세탁 모드의 설정에 따라 세탁기 전체 동작을 제어하게 된다.

이때, 사용자가 자동 세탁 모드를 설정하였다고 가정을 하면, 제어수단(123)은 상기 세탁모터 구동회로(132)를 소정 시간 구동시켜 세탁 모터(121)가 구동 되도록 한다.

이와 같이 세탁 모터(121)를 구동시킨 상태에서 발생되는 펄스 수로 포량을 감지한다. 그리고 포량이 감지되면 그 포량에 맞게 수위를 설정하고 상기 수위에 맞게 급수를 한다(S2).

상기 설정 수위에 맞게 급수가 되면 세탁 행정 모드로 진입을 하여 세탁 패턴을 설정한다.

여기서, 세탁 패턴은 기존과는 달리 상기 감지한 포량에 따라 세탁 모터(121)의 회전 속도(rpm) 및 회전각도를 달리 설정하여 세탁 패턴을 설정하게 된다.

즉, 상기 감지한 포량이 많다고 판단이 되면 상기 세탁 모터(121)의 회전 속도는 빠르게(120 - 140rpm)하고, 상기 회전각이 크게(650도- 750도) 되도록 세탁 패턴을 설정하게 된다(S3)(S4).

다음으로 상기 감지한 포량이 중간 정도라고 판단이 되면 상기 세탁 모터(121)의 회전 속도는 중간(110 - 120rpm)으로 하고, 상기 회전각도 중간(450도- 650도)이 되도록 세탁 패턴을 설정하게 된다(S5)(S6).

아울러 상기 감지한 포량이 적다고 판단이 되면 상기 세탁 모터121)의 회전 속도는 느리게(100 - 110rpm)하고, 상기 회전각이 작게(350도- 450도) 되도록 세탁 패턴을 설정하게 된다(S7)(S8).

이러한 방법으로 세탁 패턴을 설정하게 되면 그 설정한 세탁 패턴으로 설정된 시간 동안 세탁 행정을 진행시킨다(S9).

그리고 세탁 행정이 종료되면 배수를 하고, 다시 상기 설정된 수위만큼 급수를 한 후 다음 행정인 헹굼 행정을 진행시키게 된다. 이후 헹굼 1회 행정이 완료되면 설정된 헹굼회수에 맞게 다시 헹굼행정을 반복 수행하여 헹굼 행정을 진행시킨다.

이러한 과정으로 헹굼 행정을 진행한 후에는 다시 배수를 하고 간헐 탈수를 진행시키며, 간헐 탈수가 종료되면 본격적인 탈수 행정으로 진입을 하여 탈수 행정을 진행시키게 되는 것이다.

이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 감지되는 포량에 따라 세탁 모터의 회전속도(rpm)와 회전각을 달리 설정하여 세탁 행정을 진행 시킴으로써 세탁 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 포량 감지를 위해 세탁 모터를 구동시킨 후 세탁 모터의 회전시 발생되는 펄스 수로 포량을 감지하는 포량 감지수단과; 상기 감지된 포량에 맞게 급수를 하고 급수가 종료되면 세탁 행정 모드로 진입하는 세탁 행정 진입과정에 있어서, 상기 세탁 행정 모드로 진입한 후 상기 감지한 포량에 따라 모터의 회전속도와 회전각을 달리 설정하여 세탁 패턴을 설정한 후 세탁을 진행시키는 세탁 패턴 설정과정으로 이루어져, 상기 감지한 포량이 많을 경우에는 모터의 회전속도는 빠르게 하고 회전각은 최대가 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계와; 상기 감지한 포량이 중간일 경우에는 모터의 회전속도와 회전각은 중간이 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계와; 상기 감지한 포량이 적을 경우에는 모터의 회전속도는 느리게 하고 회전각은 최소가 되도록 세탁 패턴을 설정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 제어방법.