KR101369316B1 - 세탁기 및 세탁기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

세탁기 및 세탁기의 제어방법이 개시된다. 본 발명의 세탁기 및 세탁기의 제어방법은, 하우징 내부에 마련되어 세탁수를 담수하는 터브(tub)의 진동량을 거리측정센서로 감지된 터브의 위치변화로부터 산출한 결과에 기초하여 산출한 후 터브에 회전력을 제공하는 회전모터의 속도를 가감(加減)하며 탈수공정을 진행하는 탈수공정을 진행하는 탈수단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 터브의 진동량을 최소개수의 거리측정센서를 통하여 직접적으로 측정하여 세탁기의 과대진동으로 인한 손상을 미연에 방지할 수 있다.

세탁기, 거리측정센서, 터브, 진동량

Description

세탁기 및 세탁기의 제어방법{WASHING MACHINE AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 사시도이다.

도 2는 도 1의 세탁기의 단면도이다.

도 3a와 도 3b는 도 1의 세탁기 제어방법의 플로우 챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명

10 : 세탁기 20 : 하우징

30 : 컨트롤 판넬 40 : 가이드 판넬

50 : 연결부 60 : 결합부

61 : 제 1리브 63 : 제 2리브

65 : 제 3리브 66 : 몸체

67 : 지지체

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거리측정센서를 마련하여 세탁기 작동에 따른 진동을 측정함으로써 과도한 진동을 방지할 수 있는 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁과 헹굼 등의 세탁행정을 반복하며 세탁물이 세탁되도록 하는 장치로서, 세탁행정의 진행에 따라 세탁수를 공급하고 회전조를 회전시키며 세탁수를 배수하는 공정을 반복하여 오염된 세탁물을 세탁한다.

세탁기는 세탁방식에 따라 와류식, 교반식 및 드럼식으로 대별될 수 있다. 이와 같은 세탁방식 중 드럼 세탁기는 수평으로 형성된 터브 내부에 마련된 드럼을 구비하여, 회전하는 드럼과 세탁물의 사이의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식이다.

드럼 세탁기는 터브 내부에 마련된 드럼과 터브 후단에 마련되어 드럼에 회전력을 전달하는 회전모터가 마련된다. 회전모터에 의하여 회전력을 전달받은 드럼은 회전하며 세탁, 헹굼 및 탈수공정이 진행된다.

회전모터에 의하여 회전하는 드럼은 세탁물의 편중에 기인한 편심으로 인하여 진동하고, 드럼의 진동이 커지면 드럼을 둘러싸고 있는 터브를 비롯한 드럼 세탁기가 전체적으로 요동한다.

세탁물의 편중으로 드럼의 진동이 발생하면 세탁이 원활하게 이루지지 않음은 물론, 탈수공정 중에는 세탁기의 요동이 심해져 탈수가 불가능하게 된다. 따라서, 세탁물의 편중여부를 감지하기 위하여, 세탁물이 편중되어 있는 경우에는 동일한 회전수에서 더 큰 전류가 필요하다는 점을 이용하여 모터부하(Motor Duty)를 감지하는 방법이 사용된다. 즉, 모터부하가 크게 측정되면 세탁물이 편중되어 있는 것으로 판단하여 이로인한 과도한 진동을 방지하기 위한 일련의 조치가 취해진다.

그런데 이와 같은 종래의 세탁기는, 모터부하를 통하여 간접적으로 측정하므 로 최적의 세탁공정을 진행시킬 수 없음은 물론, 측정의 부정확성에 따른 과진동으로 인하여 세탁기가 파손되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 터브의 진동량을 최소개수의 거리측정센서를 통하여 직접적으로 측정하여 세탁기의 과대진동으로 인한 손상을 미연에 방지할 수 있는 세탁기 및 세탁기의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하우징 내부에 마련되어 세탁수를 담수하는 터브(tub)의 진동량을 거리측정센서로 감지된 상기 터브의 위치변화로부터 산출한 결과에 기초하여 상기 터브에 회전력을 제공하는 회전모터의 속도를 가감(加減)하며 탈수공정을 진행하는 탈수공정을 진행하는 탈수단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법에 의하여 달성된다.

상기 거리측정센서는, 상기 터브와 상기 하우징에 상호 대응되도록 마련된 한쌍의 자석과 홀센서인 것을 특징으로 하며, 상기 탈수단계는, 상기 거리측정센서로 터브의 위치변화를 감지하여 투입된 세탁물의 양(量)을 계산하고 이에 기초하여 상기 터브에 공급될 급수량을 결정하는 급수량결정단계와, 결정된 상기 급수량에 기초하여 상기 터브에 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 조절하며 세탁공정을 진행하는 세탁단계와, 계산된 상기 세탁물의 양에 기초하여 헹굼수의 양을 결정하여 헹굼공정을 진행하는 헹굼단계 이후에 진행되는 것이 바람직하다.

상기 급수량결정단계는, 상기 거리측정센서를 통하여 상기 터브의 초기위치를 감지하는 단계; 상기 세탁물의 투입에 따른 상기 터브의 세탁물투입위치를 감지하는 단계; 상기 초기위치와 상기 세탁물투입위치의 변화량에 기초하여 투입된 세탁물의 양을 계산하는 단계; 및 계산된 상기 세탁물의 양에 따라 상기 급수량을 결정하는 단계인 것이 가능하다.

상기 세탁단계는, 상기 터브에 세탁수를 공급하는 단계; 상기 세탁수의 공급에 따른 상기 터브의 세탁수공급위치를 감지하는 단계; 감지된 상기 세탁수공급위치에 따라 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 계산하는 단계; 및 결정된 상기 급수량과 실제로 공급된 상기 세탁수의 양을 비교한 결과 결정된 상기 급수량이 실제로 공급된 상기 세탁수의 양 보다 작거나 같은 경우에는 상기 세탁수의 공급을 중단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 탈수단계는, 상기 거리측정센서를 통하여 상기 회전모터의 작동에 따른 상기 터브의 탈수위치를 감지하고, 상기 탈수위치의 변화에 따른 상기 터브의 진동량을 산출하는 단계; 산출된 상기 진동량을 미리 설정된 진동한계와 비교하는 단계;상기 비교의 결과 상기 진동량이 상기 진동한계 보다 큰 경우에는 상기 회전모터의 회전속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것이 가능하다.

또한, 상기 목적은, 하우징 내부에 마련되어 세탁수를 담수하는 터브(tub); 상기 하우징과 상기 터브에 상호 대응되도록 위치된 자석과 홀센서를 포함하여 상기 터브의 상기 하우징내 위치를 감지하는 거리측정센서; 및 상기 거리측정센서를 통하여 상기 터브의 위치변화에 따른 상기 터브의 진동량을 산출하고, 산출된 상기 진동량을 미리 설정된 진동한계와 비교하여 상기 진동량이 상기 진동한계 보다 큰 경우에는 상기 회전모터의 회전속도를 감소시키는 제어신호를 발생하는 콘트롤러(controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기에 의하여 달성될 수도 있다.

상기 콘트롤러는, 상기 거리측정센서를 통해 터브의 위치변화를 감지하여 투입된 세탁물의 양(量)을 계산하고 이에 기초하여 상기 터브에 공급될 급수량을 결정하며, 결정된 상기 급수량에 기초하여 상기 터브에 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 조절하며 세탁공정을 진행하고, 계산된 상기 세탁물의 양에 기초하여 헹굼수의 양을 결정하여 헹굼공정이 진행되도록 제어신호를 발생하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 세탁기의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(10)는, 세탁기(10)의 외관을 형성하는 하우징(20)과, 하우징(20) 전면상단에 마련된 컨트롤 판넬(30)과, 하우징(20) 내부에 마련된 드럼(40)과, 드럼(40)을 감싸는 터브(50)와, 터브(50)와 하우징(20)에 상호 대응되도록 마련된 거리측정센서(60)을 구비한다.

하우징(20)은 세탁기(10)의 외관을 형성한다. 하우징(20)의 내부에는 세탁기(10)의 작동에 필요한 각종 기구장치들이 마련된다. 하우징(20) 전면 개구부(22) 에는 힌지구조로 개폐 가능한 도어(25)가 마련된다. 도어(25)의 중앙부에는 세탁의 진행정도를 도어(25)를 개방하지 않고도 외부에서 관측 가능하도록 투명한 관측창(27)이 마련된다.

컨트롤 판넬(30)은 사용자가 세탁기(10)를 조작하는데 필요한 각종 조작버튼(32)과 세탁 진행상황을 나타내는 디스플레이창(34)을 포함한다. 컨트롤 판넬(30)은 하우징(20)과 후크 결합 내지는 스크류 결합을 통하여 하우징(20)의 전면 상부에 결합된다. 컨트롤 판넬(30)의 후단에는 콘트롤러(미도시, Controller)가 설치되어 거리측정센서(60)의 감지결과 등에 기초하여 급수량 결정, 세탁수의 양 조절, 세탁공정의 진행, 헹굼수의 양 결정, 헹굼공정의 진행, 회전모터의 회전속도 변화 등에 필요한 제어신호를 발생시킨다.

드럼(40)은 하우징(20) 내부에 원통형으로 마련되며, 세탁물이 수용되어 실질적으로 세탁공정이 진행되는 공간이다. 드럼(40)은 세탁수가 직접적으로 접촉되는 부분이어서 녹이 생기지 않는 스테인레스스틸 등으로 제작된다. 드럼(40)은 회전모터(29)에서 전달된 회전력을 받아 시계방향 내지는 반시계방향으로 회전하며 세탁물에 대하여 세탁공정을 진행한다.

터브(50)는 드럼(40)을 감싸며 마련되어 세탁수가 담수되는 공간이다. 터브(50)의 상단에는 세탁수가 유입되는 유입유로(52)가 마련된다. 하우징(20) 외부로부터 연결된 유입유로(52) 상에는 세제투입함(53)이 형성된다. 세탁수는 세제투입합(53)을 거치며 세제가 용해되며, 용해된 세제가 포함된 세탁수가 유입유로(52)를 통하여 터브(50)로 유입된다. 터브(50)의 하단에는 세탁수가 배출되는 배출유 로(54)가 마련된다. 세탁이 진행되어 오염된 세탁수는 콘트롤러(미도시)의 제어신호에 따라 배출유로(54)를 따라 세탁기(10) 외부로 배출된다. 드럼(50)에 세탁물이나 세탁수로 인하여 편심이 발생하면 이와 연동된 터브(50)는 진동하게 된다. 터브(50)의 진동을 감쇄하기 위하여 하우징(20)과 터브(50)는 지지장치(56)로 연결된다. 지지장치(56)는 터브(50)의 진동이 하우징(20)에 직접 전달되지 않도록 스프링과 댐퍼 역할을 하며 진동을 완충한다. 터브(50)와 도어(25)가 마련된 개구부(22) 주위의 하우징(20) 사이에는 신축성 있는 소재로 마련된 도어패킹(58) 형성된다. 도어패킹(58)이 신축성 있는 재질로 마련되므로, 터브(50)의 진동이 직접적으로 하우징(20)에 전달되지 않는다.

거리측정센서(60)는 터브(50)와 하우징(20)에 고정된 세제투입함(53)에 상호 대응되도록 마련된 한쌍의 자석(61)과 홀센서(65)이다. 거리측정센서(60)는 터브(50)와 하우징(20)에 상호 대응되도록 한쌍이 마련되므로 설치가 용이하며 비용이 저렴하다. 거리측정센서(60)의 작동을 자세히 설명하면 다음과 같다. 세탁물의 투입, 세탁수의 유입으로 인한 자중증가에 의해 터브(50)는 초기위치에 비하여 하방으로 처짐이 발생한다. 터브(50)의 처짐이 발생하면, 터브(50)에 마련된 자석(61)과 세제투입함(53)에 마련된 홀센서(65)의 거리가 멀어진다. 자석(61)과 홀센서(65)의 거리가 멀어지면, 홀센서(65)에서 측정되는 자력의 세기가 감소한다. 따라서, 거리측정센서(60)가 감지한 자력의 세기변화신호를 콘트롤러(미도시)가 분석하면 터브(50)의 위치 변화량를 직접적으로 알 수 있다. 터브(50)의 위치 변화량을 알게 되면, 미리 입력된 지지장치(56) 등의 지지력 등을 고려하여 투입된 세탁 물, 세탁수의 양을 추정할 수 있다. 한편, 탈수공정의 진행에 따라 터브(50)가 진동하는 경우에도 시간에 따른 터브(50)의 거리 변동을 통하여 터브(50)의 진동량을 측정가능하다. 터브(50)의 진동량이 진동한계를 넘어서게 되면 세탁이 원활하게 이루어지지 않음은 물론, 터브(50)나 드럼(40)이 하우징(20) 내부의 기구장치와 간섭되어 파손이 이루어진다. 콘트롤러(미도시)는 터브(50)의 진동량이 진동한계를 넘어서는 경우에는 회전모터(29)의 회전속도를 감소시켜 이와 같은 상황을 미연에 방지한다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 및 세탁기의 제어방법을 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a와 도 3b는 도 1의 세탁기 제어방법의 플로우 챠트이다.

세탁공정이 시작되면, 거리측정센서(도2의 60)가 작동하여 터브(도2의 50)의 초기위치를 감지(Y1)한다(S10). 초기위치는 세탁물과 세탁수가 투입되지 않아 내부가 비어있는 상태에서 측정된 드럼의 위치이다.

세탁물의 투입여부를 판단한다(S11). 세탁물이 투입되면 자중의 증가에 따라 터브의 처짐이 발생하므로 세탁물투입위치를 감지(Y2)한다(S12).

초기위치(Y1)와 세탁물의 투입에 따른 세탁물투입위치(Y2)가 감지되면, 처짐량(Y2-Y1)에 따른 세탁물의 양(L)을 계산한다(S13). 터브(도2의 50)는 일정한 스프링상수를 가지는 지지장치(도2의 56)에 의하여 지지되므로, 콘트롤러(미도시)는 처짐량(Y2-Y1)을 통하여 투입된 세탁물의 양(L)을 계산한다.

투입된 세탁물의 양(L)이 계산되면, 세탁물의 양(L)에 따른 급수량을 결 정(W)한다(S20). 세탁물의 양(L)에 따라서 세탁수의 급수량(W)이 결정되므로, 세탁물의 양(L)에 따른 최적의 세탁수 급수가 가능하여 세탁수의 소모를 최소화 하여 환경의 오염을 줄임은 물론 세탁비를 절감한다.

급수량(W)이 결정되면, 세탁수를 공급한다(S21).

세탁수가 공급되면, 세탁수의 공급에 따른 세탁수공급위치를 감지(Y3)한다(S22). 세탁수가 공급되면 자중이 증가하여 처짐이 발생하며, 거리측정센서(도2의 60)가 세탁수의 공급에 따른 터브(도2의 50)의 처짐 정도인 세탁수공급위치(Y3)를 감지한다.

공급된 세탁수의 양을 계산(N)한다(S23). 세탁수공급위치(Y3)와 세탁물투입위치(Y2)의 차이(Y3-Y2)에 기초하여, 투입된 세탁물의 양(L)을 계산한 원리와 동일한 방법으로 공급된 세탁수의 양(N)을 실시간으로 계산한다.

결정된 급수량(W)이 공급된 세탁수의 양(N) 이하인지를 판단한다(S24). 결정된 급수량(W)이 공급된 세탁수의 양(N) 이하가 아니라면 계속하여 세탁수를 공급(S21)하고, 결정된 급수량(W)이 공급된 세탁수의 양(N) 이하라면 다음 공정으로 진행된다.

세탁수의 공급이 끝나면, 세탁물의 양(L)에 따른 헹굼공정을 진행한다(S30). 헹굼공정의 진행시간, 횟수 등을 결정함에는 세탁물의 양(L)이 큰 비중을 차지한다. 처짐량에 따라 계산된 세탁물의 양(L)에 기초하여 최적의 헹굼공정이 진행된다.

헹굼공정이 종료되면, 탈수공정을 시작한다(S31).

탈수공정이 시작되면, 실시간으로 탈수위치를 감지(Y4)한다(S32). 회전모터(도 2의 29)에 의하여 드럼(도 2의 40)이 고속으로 회전하면 터브(도 2의 50)가 진동하게 된다. 거리측정센서(도 2의 60)는 터브(도 2의 50)의 진동에 따른 위치(Y4)를 감지한다.

탈수위치(Y4)의 변화에 따른 터브의 진동량을 산출(V)한다(S33). 탈수위치(Y4)가 실시간으로 감지되므로, 탈수위치(Y4)의 변화를 변화를 비교하면 터브(도 2의 50)의 진동폭인 진동량(V)이 산출된다. 즉, 터브(도 2의 50)의 종전위치와 현재위치의 차이가 진동량(V)이 된다.

산출된 진동량(V)을 미리 입력된 진동한계와 비교한다(S34). 세탁물의 편중 등으로 인하여 편심이 발생하면 터브(도 2의 50)의 진동은 커진다. 진동이 커지면 세탁이 원활히 진행되지 않음은 물론, 내부의 다른 기구장치와 간섭되어 파손이 일어난다. 따라서, 산출된 진동량(V)을 미리 입력된 수용가능한 진동한계와 비교하여 진동한계를 넘어서면 회전모터의 회전속도를 감소(S35)시키고, 진동한계를 넘어서지 않으면 회전모터의 회전속도를 유지 또는 증가(S36)시킨다.

회전모터의 회전속도를 제어한 후 탈수공정의 종료여부를 판단한다(S37). 잔존 세탁수의 양 등을 감지하여 탈수공정의 계속된 진행이 필요하면 탈수위치(Y4)를 감지하는 등의 공정을 반복한다.

전술한 실시예에서는, 거리측정센서의 자석이 터브에 설치되고 홀센서가 세제투입함에 마련된 경우에 대하여 설명하였으나, 자석과 홀센서의 위치는 상호 변경가능하다.

또한, 전술한 실시예에서는, 홀센서가 세제투입함에 마련된 경우에 대하여 설명하였으나, 홀센서는 하우징에 단단히 고정된 경우라면 하우징 자체를 비롯하여 하우징 내부의 다른 기구장치에 부착되는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기 및 세탁기의 제어방법은, 터브의 진동량을 최소개수의 거리측정센서를 통하여 직접적으로 측정하여 세탁기의 과대진동으로 인한 손상을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 하우징 내부에 마련되어 세탁수를 담수하는 터브(tub)의 진동량을 거리측정센서로 감지된 상기 터브의 위치변화에 근거하여 추산한 후, 상기 진동량에 기초하여 상기 터브에 회전력을 제공하는 회전모터의 속도를 가감(加減)하며 탈수공정을 진행하는 탈수단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 거리측정센서는, 상기 터브와 상기 하우징에 상호 대응되도록 마련된 한쌍의 자석과 홀센서인 것을 특징으로 하며,

   상기 탈수단계는,

   상기 거리측정센서로 터브의 위치변화를 감지하여 투입된 세탁물의 양(量)을 계산하고 이에 기초하여 상기 터브에 공급될 급수량을 결정하는 급수량결정단계와, 결정된 상기 급수량에 기초하여 상기 터브에 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 조절하며 세탁공정을 진행하는 세탁단계와, 계산된 상기 세탁물의 양에 기초하여 헹굼수의 양을 결정하여 헹굼공정을 진행하는 헹굼단계 이후에 진행되는 것을 특징으로 하는 세탁기 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 급수량결정단계는,

   상기 거리측정센서를 통하여 상기 터브의 초기위치를 감지하는 단계;

   상기 세탁물의 투입에 따른 상기 터브의 세탁물투입위치를 감지하는 단계;

   상기 초기위치와 상기 세탁물투입위치의 변화량에 기초하여 투입된 세탁물의 양을 계산하는 단계; 및

   계산된 상기 세탁물의 양에 따라 상기 급수량을 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 세탁단계는,

   상기 터브에 세탁수를 공급하는 단계;

   상기 세탁수의 공급에 따른 상기 터브의 세탁수공급위치를 감지하는 단계;

   감지된 상기 세탁수공급위치에 따라 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 계산하는 단계; 및

   결정된 상기 급수량과 실제로 공급된 상기 세탁수의 양을 비교한 결과 결정된 상기 급수량이 실제로 공급된 상기 세탁수의 양 보다 작거나 같은 경우에는 상기 세탁수의 공급을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 탈수단계는,

   상기 거리측정센서를 통하여 상기 회전모터의 작동에 따른 상기 터브의 탈수위치를 감지하고, 상기 탈수위치의 변화에 따른 상기 터브의 진동량을 산출하는 단계;

   산출된 상기 진동량을 미리 설정된 진동한계와 비교하는 단계;

   상기 비교의 결과 상기 진동량이 상기 진동한계 보다 큰 경우에는 상기 회전모터의 회전속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
6. 하우징 내부에 마련되어 세탁수를 담수하는 터브(tub);

   상기 하우징과 상기 터브에 상호 대응되도록 위치된 한쌍의 자석과 홀센서를 포함하여 상기 터브의 상기 하우징내 위치를 감지하는 거리측정센서; 및

   상기 거리측정센서를 통하여 상기 터브의 위치변화에 따른 상기 터브의 진동량을 산출하고, 산출된 상기 진동량을 미리 설정된 진동한계와 비교하여 상기 진동량이 상기 진동한계 보다 큰 경우에는 상기 진동량에 기초하여 회전력을 제공하는 회전모터의 회전속도를 감소시키는 제어신호를 발생하는 콘트롤러(controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 콘트롤러는,

   상기 거리측정센서를 통해 터브의 위치변화를 감지하여 투입된 세탁물의 양(量)을 계산하고 이에 기초하여 상기 터브에 공급될 급수량을 결정하며, 결정된 상 기 급수량에 기초하여 상기 터브에 실제로 공급되는 상기 세탁수의 양을 조절하며 세탁공정을 진행하고, 계산된 상기 세탁물의 양에 기초하여 헹굼수의 양을 결정하여 헹굼공정이 진행되도록 제어신호를 발생하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.

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