KR20110116794A

KR20110116794A - 세탁기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20110116794A
Application number: KR1020100036411A
Authority: KR
Inventors: 김승훈; 이성모; 김현배; 사토루 마쯔모토; 허성우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-10-26
Also published as: CN102234900A; US9062407B2; EP2381026A2; EP2381026A3; US20110252577A1; EP2381026B1

Abstract

수조의 진동을 측정하는 센서를 이용하여 통 세척 코스를 안전하게 수행하는 세탁기 및 그 제어방법을 개시한다. 통 세척 코스의 수행 중에 실시간으로 포의 유무를 감지할 수 있기 때문에 포의 유무를 감지하기 위한 별도의 시간과 물, 에너지 등을 소비할 필요가 없으며, 센서의 고장 유무를 진단하여 세탁기 동작을 제어할 수 있고, 센서를 하나 이상 설치할 경우, 지원되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식 또는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 통해 마이컴과 하나 이상의 센서를 공통으로 연결할 수 있기 때문에 wire-harness의 비용과 부피를 줄일 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어방법{Washing machine and method to control thereof}

본 발명은 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수조의 진동을 측정하는 센서를 이용하여 통 세척 코스를 수행하는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기(통상, 드럼 세탁기)는 물(세탁수 또는 헹굼수)의 담수를 위한 수조와, 이 수조의 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁포(이하, 포라 한다)가 수용되는 드럼과, 이 드럼을 회전시키기 위한 구동력을 발생하는 모터를 포함하여 원통형의 드럼이 회전할 때 그 내부의 포가 드럼 내벽을 따라 상승하였다가 낙하하는 동작을 통해 세탁이 이루어지도록 하는 장치이다.

이러한 세탁기는 세제가 용해된 물(구체적으로, 세탁수)로 포의 오염을 분리해내는 세탁 행정과, 세제가 포함되지 않은 물(구체적으로, 헹굼수)로 포의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼 행정과, 포를 고속 탈수시키는 탈수 행정 등의 일련의 동작으로 세탁을 진행한다. 이러한 일련의 동작으로 세탁을 진행하다 보면 시간이 지남에 따라 오염물이나 물때가 드럼 뒷면에 생기게 된다. 드럼 뒷면에 생기는 오염물이나 물때는 수조 전체에 미생물(균)을 번식시키는 원인이 되며, 나아가 부패를 일으키는 면상 침전물(flock)을 발생시켜 곰팡이의 발생을 초래한다. 이 곰팡이는 그 대사물에 의해 냄새 발생의 원인이 되거나 이후의 세탁 시 포에 부착되어 포를 오염시킨다.

이러한 문제를 해결하기 위해 세탁기에는 물을 급수하고, 급수된 물을 히터에 의해 살균 설정 온도(미생물을 살균할 수 있는 온도)로 가열하며, 드럼의 교반을 동시에 진행하여 온수와 수증기가 수조 전체를 충분히 살균 및 세척할 수 있도록 하는 통 세척 코스를 제공하며, 통 세척 코스의 수행을 위해서 드럼 내부에 포가 들어있는지 여부를 통 세척 코스의 수행 전이나 수행 중에 감지하게 된다.

이에, 종래의 세탁기는 드럼 내부에 포가 들어있는지 여부를 감지하기 위해 다양한 방법을 제시하고 있다.

일례로, 드럼 내부의 포의 관성의 크기를 예측하는 방법을 사용한다. 이는 모터에 일정 전압을 인가하여 드럼을 가속시킨 후, 가속 시의 모터 전압 및 속도 변동량을 이용하여 관성을 예측하여 포의 유무를 감지하는 것이다. 포의 관성의 크기를 예측하여 포의 유무를 감지하는 방법은 추가적인 센서가 필요하지 않아 재료비 측면에서 장점이 있으나, 전압에 따라 포의 감지 오차가 발생할 가능성이 높고, 세탁기 모델별로 편차가 발생할 수 있다.

다른 예로, 드럼 내부의 포가 한쪽으로 편심되어 발생하는 수조의 진동을 감지하는 진동 스위치를 이용하여 포의 유무를 감지한다. 진동 스위치를 이용하여 포의 유무를 감지하는 방법은 드럼의 고속 회전으로 포의 언밸런스가 발생할 경우 소음이나 진동이 발생하고, 심할 경우 세트 유동이나 프레임 터치(Frame Touch)와 같은 과대 진동이 발생해야만 포의 유무를 감지할 수 있기 때문에 포의 유무를 실시간으로 감지할 수 없다.

이외에도, 포의 유무를 감지하기 위해서는 급수 후 무게 감지나 언밸런스 감지를 해야 하기 때문에 별도의 시간과 물, 에너지 등을 소비해야 하는 문제가 발생한다.

본 발명의 일 측면은 수조의 진동을 측정하는 맴스 센서를 이용하여 별도의 시간과 물, 에너지 등의 소비없이 실시간으로 포의 유무를 감지할 수 있는 세탁기 및 그 제어방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 맴스 센서를 하나 이상 설치할 경우, SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 통해 마이컴과 하나 이상의 맴스 센서를 공통으로 연결할 수 있는 세탁기 및 그 제어방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 맴스 센서의 고장 유무를 진단하여 세탁기 동작을 제어할 수 있는 세탁기 및 그 제어방법을 제공한다.

이를 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어방법은, 수조와, 수조 내부에 설치된 히터 및 드럼과, 드럼을 회전시키는 모터를 구비한 세탁기의 제어방법에 있어서, 통 세척 코스인가 판단하고; 통 세척 코스인 경우, 설정된 RPM과 수온에 따라 히터와 모터를 동작시켜 통 세척 코스를 수행하고; 통 세척 코스의 수행 중에 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 감지하도록 수조의 진동에 따른 변위 데이터를 측정하고; 측정된 진동 변위 데이터를 설정된 리미트값과 비교하여 진동 변위 데이터가 리미트값보다 크면 설정된 RPM과 수온을 변경하여 통 세척 코스를 수행하는 것을 포함한다.

설정된 RPM과 수온을 변경하여 통 세척 코스를 수행하는 것은, 모터를 정지하고; 통 세척 코스를 위해 설정된 RPM과 수온을 낮게 조절하고; 조절된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 것이다.

진동 변위 데이터가 상기 리미트값 이하이면 설정된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 것이다.

통 세척 코스의 수행 중에 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 실시간으로 감지하도록 통 세척 코스가 완료될 때까지 수조의 진동 변위 데이터를 측정하는 것이 바람직하다.

통 세척 코스를 수행하는 것은, 수조로 설정 수위까지 물을 급수하고; 급수된 물을 설정된 수온으로 가열하도록 상기 히터를 동작시키고; 히터의 동작과 함께 모터를 동작시켜 드럼을 설정된 RPM으로 회전시키는 것이다.

설정 수위는 드럼의 하단이 물에 잠길 수 있는 수위인 것이 바람직하다.

설정된 RPM은 드럼의 회전 속도를 세탁 또는 헹굼 시 설정된 회전 속도보다 높게 설정한 RPM인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기는, 물을 수용하는 수조; 수조 내부에 설치되어 물을 가열하는 히터; 수조 내부에 설치되어 포를 수용하는 드럼; 드럼을 회전시키는 모터; 통 세척 코스인 경우 설정된 RPM과 수온에 따라 히터와 모터를 동작시켜 통 세척 코스를 수행하고, 통 세척 코스의 수행 중에 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 감지하여 설정된 RPM과 수온을 변경하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기는, 수조의 진동에 따른 변위 데이터를 측정하는 진동센서를 더 포함하고, 제어부는 측정된 진동 변위 데이터를 설정된 리미트값과 비교하여 진동 변위 데이터가 리미트값보다 크면 설정된 RPM과 수온을 낮게 조절하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 것이 바람직하다.

제어부는 진동 변위 데이터가 리미트값 이하이면 설정된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 것이 바람직하다.

제어부는 통 세척 코스의 수행 중에 포의 유무를 실시간으로 감지하도록 통 세척 코스가 완료될 때까지 상기 진동센서를 통해 수조의 진동 변위 데이터를 측정하는 것이 바람직하다.

진동센서는 설정된 RPM으로 드럼을 고속 회전하는 중에 발생하는 언밸런스 진동을 제한하기 위해 수조에 설치된 센서이다.

진동센서는 맴스 센서, 가속도 센서, 각속도 센서를 포함한다.

맴스 센서는 수조의 진동에 따라 발생하는 수조의 변위를 측정하는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기는, 수조; 수조에 설치되어 수조의 진동을 측정하는 진동센서; 진동센서의 데이터를 이용하여 진동센서의 고장을 진단하는 제어부를 포함한다.

진동센서는 수조의 진동에 따라 발생하는 수조의 변위를 측정하는 맴스 센서인 것이 바람직하다.

제어부는 세탁기의 전 행정 구간에서 맴스 센서와 통신을 수행하고, 통신을 통해 맴스 센서의 레지스터에 Write한 데이터와 실시간으로 Read한 데이터가 불일치할 경우 통신 불량으로 판정하고, 통신 불량이 일정시간 지속되면 맴스 센서의 고장으로 판정하는 것이다.

제어부는 세탁기의 세탁 및 탈수 진입 시마다 맴스 센서의 신호 데이터를 체크하고, 신호 데이터가 일정 범위를 벗어나면 맴스 센서의 고장으로 판정하는 것이다.

제어부는 세탁기의 행정 중에 맴스 센서의 레지스터에 데이터를 Write/Read하는 경우, 맴스 센서의 레지스터에 Write한 데이터와 Read한 데이터가 불일치할 상기 맴스 센서의 고장으로 판정하는 것이다.

제어부는 맴스 센서가 고장으로 판정될 때마다 맴스 센서에 공급되는 전원을 리셋하는 것이 바람직하다.

맴스 센서는 수조에 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다.

맴스 센서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식과, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 지원한다.

복수 개의 맴스 센서는 제어부와의 통신을 위한 신호선을 각각 구비하고, 제어부는 상기 맴스 센서 각각의 신호선에 공통으로 연결되는 것이 바람직하다.

제어부는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식의 경우, 복수 개의 맴스 센서를 제어하기 위해 CS1, CS2를 I/O 포트를 이용하여 설정하고, SPI 통신 채널에 복수 개의 맴스 센서를 공통으로 연결하는 것이 바람직하다.

제어부는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식의 경우, 복수 개의 맴스 센서 중 하나는 슬레이브 어드레스 중 SA0 비트를 그라운드(GND)로 연결하여 '0'으로 설정하고, 다른 하나는 SA0 비트를 전원 단자(VCC)로 연결하여 '1'로 설정하고, I2C 통신 채널에 복수 개의 맴스 센서를 공통으로 연결하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 수조의 진동을 측정하는 맴스 센서를 이용하여 통 세척 코스의 수행 중에 실시간으로 포의 유무를 감지할 수 있기 때문에 포의 유무를 감지하기 위한 별도의 시간과 물, 에너지 등을 소비할 필요가 없으며, 맴스 센서의 고장 유무를 진단하여 세탁기 동작을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 맴스 센서를 하나 이상 설치할 경우, 지원되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식 또는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 통해 마이컴과 하나 이상의 맴스 센서를 공통으로 연결할 수 있기 때문에 wire-harness의 비용과 부피를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 진동센서의 설치 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 통 세척 제어방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 진동센서와 제어부 사이의 통신 및 전원 연결 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 복수 개의 진동센서와 제어부 사이의 통신 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 복수 개의 진동센서와 제어부 사이의 통신 블록도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 진동센서의 설치 구성도이다.

도 1 및 도 2에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 외관을 이루는 박스 형상의 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 설치되며 물의 담수를 위해 마련된 드럼형의 수조(11)와, 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 다수의 홀(13)이 형성된 원통형의 드럼(12)을 포함한다.

수조(11)의 상부 측면에는 세탁기(1)가 동작하는 과정에서 발생하는 수조(11)의 진동을 측정하는 센서(14;이하, 진동센서라 한다)가 하나 이상 설치된다. 진동센서(14)는 수조(11)의 진동에 따라 이동하는 수조(11)의 변위를 측정하는 MEMS(Micro Electric Mechanical System) 센서(이하, 맴스 센서라 한다)를 사용한다. 맴스 센서는 아날로그 방식과 디지털 방식이 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 디지털 방식의 맴스 센서를 적용하였다. 디지털 방식의 맴스 센서는 일반적으로 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식과 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 지원한다. 디지털 방식의 맴스 센서 이외에도 진동센서(14)로 수조(11)의 3방향(X방향, Y방향, Z방향) 진동을 측정하는 3축 가속도 센서를 사용하거나 각속도 센서인 자이로 센서를 사용하여도 본 발명의 일 실시예와 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.

수조(11)의 후면부 외측에는 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정을 수행하도록 드럼(12)과 연결된 회전축(15a)을 회전시키는 구동장치로 모터(15)가 설치되고, 수조(11)의 하측 내부에는 수조(11)에 있는 물의 양(수위)을 감지하기 위해 수위에 따라 변화하는 주파수를 감지하는 수위센서(16)와, 수조(11)에 있는 물을 가열하는 세탁히터(17)와, 수조(11)에 있는 물의 온도(수온)를 감지하는 온도센서(18)가 설치된다.

또, 본체(10)의 전면부에는 드럼(12)의 내부로 포를 넣거나 내부의 포를 꺼낼 수 있도록 입구(19a)가 형성된 도어(19)가 설치된다.

수조(11)의 상부에는 세제를 공급하기 위한 세제공급장치(20)와, 물을 공급하기 위한 급수장치(30)가 설치된다.

세제공급장치(20)는 내부가 다수의 공간으로 구획되어 있으며, 사용자가 각 공간에 세제 및 헹굼제를 투입하기 용이하도록 본체(10)의 전면부 쪽에 설치된다.

또한, 급수장치(30)는 수조(11) 내부로 물을 공급하기 위해 외부의 급수관(31)과 세제공급장치(20) 사이를 연결하는 제1급수관(32), 세제공급장치(20)와 수조(11) 사이를 연결하는 제2급수관(33), 제1급수관(32)의 중도에 설치되어 급수를 제어하는 급수밸브(34)를 포함한다. 이러한 구성은 수조(11)의 내부로 공급되는 물이 세제공급장치(20)를 경유하도록 함으로써 세제공급장치(20) 내부의 세제가 물과 함께 수조(11)로 공급될 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 수조(11) 내부의 물을 배수시키기 위한 배수장치(40)를 설치하며, 배수장치(40)는 수조(11)의 물을 외부로 안내하도록 수조(11) 하부에 연결되는 제1배수관(41)과, 이 제1배수관(41)에 설치되는 배수펌프(42), 배수펌프(42) 출구 쪽에 연결되는 제2배수관(43)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 세탁기(1)가 동작하는 과정에서 발생하는 진동을 방지하기 위하여 수조(11)의 상부에서 수조(11)를 탄성 지지하는 현가 스프링(50)과, 수조(11)의 하부에서 진동을 저감하는 댐퍼(52)를 구비한다.

이러한 현가 스프링(50)과 댐퍼(52)는 수조(11)의 상부 및 하부에서 각각 수조(11)를 유동 가능하게 지지한다. 즉, 드럼(12)의 회전 시 발생된 진동 가진력에 의해 수조(11)가 가진되어 전후좌우상하 등 전방향으로 진동이 발생하는데, 이러한 수조(11)의 진동은 현가 스프링(50)과 댐퍼(52)에 의해 저감된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어 구성도로서, 입력부(60), 제어부(62), 구동부(64) 및 디스플레이부(66)를 포함하여 구성된다.

입력부(60)는 세탁기(1)의 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정 등을 입력하거나, 세탁 코스나 통 세척 코스(Pure Cycle) 등을 입력하도록 사용자가 선택하는 운전 정보를 제어부(62)에 입력한다.

통 세척 코스는 세탁기(1)를 오랜 시간 사용함에 따라 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내주면에 생기는 오염물이나 물때(이하, 이물이라 한다)를 제거하기 위하여 설정 수위(이물을 제거하기에 적합한 수위;예를 들어, 드럼의 하단이 물에 잠길 수 있는 세탁 수위)까지 물을 급수한 후, 급수된 물을 살균 설정 온도(미생물을 살균할 수 있는 온도)까지 세탁히터(17)에 의해 가열함과 동시에 모터(15)의 구동에 의해 드럼(12)의 교반을 진행하여 살균 설정 온도로 가열된 물에 의해 수조(11)와 드럼(12) 내부의 미생물이 살균되고, 드럼(12)의 고속 회전으로 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내면에 생긴 이물을 드럼(12)과 수조(11)로부터 이탈시켜 효과적으로 통(드럼과 수조)을 세척하는 운전 코스이다.

제어부(62)는 입력부(60)로부터 입력된 운전 정보에 따라 세탁과 헹굼 및 탈수 등 세탁기(1)의 전반적인 동작을 제어하는 마이컴으로서, 사용자가 통 세척 코스를 선택하면 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내면에 생긴 이물을 제거하기 위해 수조(11)와 드럼(12) 전체를 충분히 살균 및 세척할 수 있도록 고열 및 고속 회전의 통 세척 코스를 수행한다.

제어부(62)에는 통 세척 코스의 수행을 위한 드럼(12)의 목표 RPM(A1;빠른 물살에 의해 통을 세척하기 위한 드럼 RPM, 세탁 또는 헹굼 시의 드럼 RPM보다 높게 설정된 RPM, 약 150~250RPM)과 물의 목표 수온(B1;온수와 수증기에 의해 이물을 불리고 미생물을 살균하기 위한 온도, 약 70도 이상)이 설정되어 있다.

또한, 제어부(62)는 통 세척 코스의 수행을 위해 목표 RPM(A1)로 드럼(12)을 고속 회전하는 중에 발생하는 언밸런스 진동을 제한하기 위해 수조(11)에 설치된 진동센서(14)에서 수조(11)의 진동에 따른 변위 데이터(이하, 진동 변위 데이터라 한다)를 측정하여 제어부(62)에 입력한다.

따라서, 제어부(62)는 진동센서(14)에 의해 측정된 진동 변위 데이터를 입력받아 미리 설정된 리미트값(통 세척 코스 시 언밸런스 진동 여부를 판단하기 위한 변위 데이터, 약 30mm)와 비교한다. 비교 결과 측정된 진동 변위 데이터가 리미트값 이하이면 드럼(12) 내부에 포가 없는 것으로 판단하여 초기에 설정된 목표 RPM(A1)과 목표 수온(B1)로 고열 및 고속 회전의 통 세척 코스를 수행한다. 한편, 측정된 진동 변위 데이터가 리미트값보다 크면 드럼(12) 내부에 포가 있다고 판단하여 모터(15)를 정지하고, 초기에 설정된 목표 RPM(A1)과 목표 수온(B1)을 낮게 조절하여 조절된 목표 RPM(A2;세탁 또는 헹굼 시의 드럼 RPM, 약 40~50RPM))과 목표 수온(B2, 약 40도 미만)을 이용하여 변경된 알고리즘으로 남은 통 세척 코스를 수행한다. 낮게 조절된 목표 RPM(A2)과 목표 수온(B2)은 포를 손상시키지 않으면서 통 세척 성능을 확보할 수 있는 드럼 RPM과 물의 온도로 설정된다.

구동부(64)는 제어부(62)의 구동제어신호에 따라 모터(15), 세탁히터(17), 급수밸브(34), 배수펌프(42) 등을 구동시킨다.

디스플레이부(66)는 제어부(62)의 표시 제어 신호에 따라 세탁기(1)의 동작 상태를 표시한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기 및 그 제어방법의 동작 과정 및 작용 효과를 설명한다.

세탁기(1)를 오랜 시간 사용하다 보면 시간이 지남에 따라 드럼(12)의 뒷면(구체적으로, 외면)과 수조(11)의 내주면 등에 이물(오염물이나 물때)이 생기게 된다. 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내주면에 생기는 이물은 수조(11)와 드럼(12) 전체에 미생물(균)을 번식시키는 원인이 되며, 나아가 부패를 일으키는 면상 침전물(flock)을 발생시켜 곰팡이의 발생을 초래한다.

따라서, 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내주면에 생기는 이물을 제거하고, 드럼(12)과 수조(11) 내부의 미생물을 살균하기 위하여 최근 개발되는 세탁기(1)에는 통 세척 코스가 내장되어 있다.

통 세척 코스는 수조(11)와 드럼(12) 전체를 충분히 살균 및 세척할 수 있도록 고열 및 고속 회전으로 운전하게 된다. 사용자가 드럼(12) 내부의 포를 인지하지 못하고 포가 들어있는 상태에서 통 세척 코스를 수행하게 되면 언밸런스 감지없이 드럼(12)이 고속 회전하게 되므로 포의 언밸런스가 발생할 경우 소음이나 진동이 발생하고, 심할 경우 세트 유동이나 프레임 터치(Frame Touch)와 같은 현상이 발생할 수 있다.

이에, 종래에는 통상 통 세척 코스의 수행 전에 드럼(12) 내부에 포가 들어있는지 유무를 감지하였다. 그러나 통 세척 코스의 수행 전에 드럼(12) 내부에 포가 들어있는지 유무를 감지하기 위해서는 별도의 시간과 물, 에너지 등을 소비해야 하는 문제가 있었다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는 통 세척 코스의 수행 전에 포의 유무를 감지하기 위한 별도의 시간과 물, 에너지 등을 소비하지 않고, 통 세척 코스를 수행하면서 실시간으로 포의 유무를 감지하고, 이와 동시에 언밸런스 진동을 제한하여 세트 유동을 방지할 수 있도록 하였다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 통 세척 제어방법을 나타낸 동작 순서도로서, 드럼(12) 내부에 들어있는 포를 손상시키지 않으면서 통 세척 성능을 확보할 수 있는 알고리즘에 관한 것이다.

도 4에서, 사용자가 통 세척 코스를 선택하면, 사용자가 선택한 코스 정보가 입력부(60)를 통해 제어부(62)에 입력된다.

따라서, 제어부(62)는 입력부(60)로부터 입력된 코스 정보에 따라 사용자가 선택한 코스가 통 세척 코스인가를 판단한다(100).

단계 100의 판단 결과, 사용자가 선택한 코스가 통 세척 코스인 경우 제어부(62)는 통 세척 코스의 수행을 위한 드럼(12)의 목표 RPM(A1;빠른 물살에 의해 통을 세척하기 위한 드럼 RPM, 세탁 또는 헹굼 시의 드럼 RPM보다 높게 설정된 RPM, 약 150~250RPM)과 물의 목표 수온(B1;온수와 수증기에 의해 이물을 불리고 미생물을 살균하기 위한 살균 설정 온도, 약 90도)을 설정한다. 그리고 포의 유무를 감지하기 위한 설정값을 "FALSE(포 없음)"로 설정한다(102). 이는 포의 유무를 통 세척 코스의 수행 전에 별도로 감지하지 않고 통 세척 코스의 수행 중에 실시간으로 감지하기 위하여 초기에 "FALSE(포 없음)"로 설정하는 것이다.

이후, 제어부(62)는 통 세척에 필요한 물을 공급하기 위해 급수밸브(34)를 동작시킨다.

급수밸브(34)가 동작되면, 급수밸브(34)가 열리면서 외부의 급수관(31)을 통해 공급된 물이 제1급수관(32)과 세제공급장치(20), 제2급수관(33)을 통과하여 수조(11)의 내측 하부(구체적으로는, 수조와 드럼 사이)로 급수된다(104).

따라서, 제어부(62)는 수조(11)에 급수되는 수위를 수위센서(16)를 통해 감지하여 설정 수위(이물을 제거하기에 적합한 수위;예를 들어, 드럼의 하단이 물에 잠길 수 있는 세탁 수위)에 도달하면 급수밸브(34)를 정지시켜 급수를 중지한다.

이어서, 제어부(62)는 급수된 물을 가열하도록 세탁히터(17)를 동작시킨다(106). 세탁히터(17)의 동작에 따라 수조(11) 내부의 물은 가열이 된다.

이때, 제어부(62)는 물이 빨리 가열될 수 있도록 세탁히터(17)의 동작과 함께 모터(15)를 동작시켜 드럼(12)을 목표 RPM(A1)으로 동시에 회전시킨다(108). 드럼(12)의 회전은 세탁 또는 헹굼 시의 드럼 RPM(약 40~50RPM)보다 고속(예를 들면, 150~250RPM)으로 회전되도록 모터(15)를 동작시킨다.

이에 따라, 제어부(62)는 수조(11)에 급수된 물의 온도(수온)를 온도센서(18)를 통해 감지하여 목표 수온(B1)에 도달할 때까지 세탁히터(17)를 계속하여 동작시키고, 수온이 목표 수온(B1)에 도달하면 목표 수온(B1)을 유지하도록 세탁히터(17)의 동작을 제어한다.

즉, 제어부(62)는 수온이 목표 수온(B1)을 초과하면 세탁히터(17)을 정지시키고, 수온이 목표 수온(B1) 이하이면 세탁히터(17)를 동작시키는 제어를 통해 수온을 목표 수온(B1)으로 유지하면서 드럼(12)을 목표 RPM(A1)으로 회전시키는 고열 및 고속 회전의 통 세척 코스를 수행한다.

통 세척 코스가 수행되면, 목표 수온(B1)으로 가열된 물에 의해 수조(11)와 드럼(12) 내부의 미생물이 살균되고, 드럼(12)의 고속 회전으로 빠른 물살에 의하여 드럼(12)의 뒷면과 수조(11)의 내주면에 생긴 이물이 드럼(12)과 수조(11)로부터 이탈되어 통(드럼과 수조)을 세척할 수 있게 된다.

이와 같이, 통 세척 코스의 수행을 위해 목표 RPM(A1)로 드럼(12)을 고속 회전하는 중에 드럼(12) 내부에 포가 들어있을 경우 발생하는 언밸런스 진동을 제한하기 위해 제어부(62)는 포의 유무를 감지하기 위한 설정값이 "FALSE(포 없음)"인가를 판단한다(110).

단계 110의 판단 결과, 포의 유무를 감지하기 위한 설정값이 "FALSE(포 없음)"인 경우 드럼(12) 내부에 포가 들어있는지를 감지하기 위해 수조(11)에 설치된 진동센서(14)에서 통 세척 코스의 수행 중에 발생하는 수조(11)의 진동에 따른 변위 데이터(진동 변위 데이터를 측정하여 제어부(62)에 입력한다(112).

따라서, 제어부(62)는 진동센서(14)에 의해 측정된 진동 변위 데이터를 입력받아 미리 설정된 리미트값(통 세척 코스 시 언밸런스 진동 여부를 판단하기 위한 변위 데이터, 약 30mm)과 비교한다(114).

단계 114의 비교 결과, 측정된 진동 변위 데이터가 리미트값 이하이면 제어부(62)는 드럼(12) 내부에 포가 없는 것으로 판단하여 초기에 설정된 목표 RPM(A1)과 목표 수온(B1)로 고열 및 고속 회전의 통 세척 코스를 정상적으로 수행한다.

이후, 제어부(62)는 통 세척 코스 완료인가를 판단하여(116), 통 세척 코스 완료가 아닌 경우 단계 110으로 피드백하여 고열 및 고속 회전의 통 세척 코스를 계속하여 수행한다.

단계 116의 판단 결과, 통 세척 코스 완료인 경우 제어부(62)는 세탁히터(17)와 모터(15)의 동작을 정지시키고(118), 통 세척이 끝난 물을 배수하고 탈수를 진행한다(120).

한편, 단계 114의 판단 결과, 측정된 진동 변위 데이터가 리미트값보다 크면 드럼(12) 내부에 포가 있다고 판단하여 모터(15)를 정지하고, 초기에 설정된 목표 RPM(A1)과 목표 수온(B1)을 낮게 조절하여 낮게 조절된 목표 RPM(A2;세탁 또는 헹굼 시의 드럼 RPM, 약 40~50RPM))과 목표 수온(B2, 약 40도 미만)으로 남은 통 세척 코스를 수행한다. 그리고 포의 유무를 감지하기 위한 설정값을 "TRUE(포 있음)"로 변경한 후(122), 단계 108로 피드백하여 이후의 동작을 계속한다.

또한, 단계 110의 판단 결과, 포의 유무를 감지하기 위한 설정값이 "FALSE(포 없음)"가 아닌 경우 드럼(12) 내부에 포가 있다고 이미 감지한 상태이므로 단계 122에서 낮게 조절된 목표 RPM(A2)과 목표 수온(B2)로 남은 통 세척 코스를 계속하여 수행한다.

이하에서는 수조(11)의 진동을 측정하는 진동센서(14)의 고장을 진단하는 방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.

진동센서(14)는 SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 통해 세탁기(1)의 제반 동작을 제어하는 제어부(62)와 연결된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 진동센서와 제어부 사이의 통신 및 전원 연결 구성도로서, 진동센서(14)와 제어부(62)가 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식으로 연결된 상태를 나타낸다.

도 5에서, 진동센서(14)의 VCC 단자는 제어부(62)의 전원 단자(VCC)에 연결되고, 진동센서(14)의 SPC(Serial Peripheral Clock), SDI(Serial Data Input), SDO(Serial Data Output) 단자는 제어부(62)의 SPI 통신 채널(SPC, SDI, SDO)에 연결되고, 진동센서(14)의 CS(Chip Select) 단자는 제어부(62)의 CS 단자에 연결되고, 진동센서(14)의 GND 단자는 제어부(62)의 그라운드 단자(GND)에 연결된다.

제어부(62)는 수조(11)의 진동을 측정하는 진동센서(14)의 데이터를 이용하여 진동센서(14)의 고장 유무를 진단하고, 세탁기(1)의 동작을 제어한다. 진동센서(14)의 고장 진단은 세탁기(1)의 동작 영역에 따라 아래와 같이 진단 방법이 다르다.

첫째, 5초간 연속으로 통신이 연결되지 않을 경우 진동센서(14)의 고장을 진단하는 경우에 대하여 설명한다.

제어부(62)는 세탁기(1)의 행정 전 구간에서 진동센서(14)와 통신을 수행한다. 초기에 진동센서(14)의 제어 레지스터(Control Register)에 Write한 데이터와 실시간으로 Read한 데이터가 불일치할 경우 통신 불량으로 판정한다. 연속해서 5초간 통신 불량이 발생하면 진동센서(14)의 고장이라고 진단하고, 제어부(62)는 세탁기(1)의 행정을 중지시킨다.

진동센서(14)의 고장이라고 판정되면, 제어부(62)는 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)하고, 통신을 재시도한다. 통신이 재성공되면 세탁기(1)의 행정을 계속 진행한다.

둘째, 진동센서(14)의 자가 진단 모드가 정상 동작하지 않을 경우 진동센서(14)의 고장을 진단하는 경우에 대하여 설명한다.

진동센서(14)의 자가 진단 모드는 진동센서(14)가 기능을 제공하는 것으로, 제어 레지스터(Control Register)에 자가 진단 모드를 설정하면, 진동센서(14)가 스스로 일정 신호를 발생시켜 데이터를 제공한다. 이 데이터가 진동센서(14)의 공급업체(맴스 센서 공급업체)에서 제시한 일정 범위를 벗어나면 진동센서(14) 고 장이라고 판정한다.

진동센서(14)의 자가 진단 모드는 세탁 및 탈수 진입 시 매번 수행하며, 진동센서(14) 고장이라고 판정이 되면 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)하고, 자가 진단 모드를 재수행한다. 10회 연속 고장으로 판정이 되면 세탁기(1)의 행정을 중지하고 디스플레이부(66)를 통해 에러를 표시한다.

셋째, 진동센서(14)의 제어 레지스터(Control Register)에 데이터를 Write/Read할 때, 데이터가 불일치할 경우 진동센서(14)의 고장을 진단하는 경우에 대하여 설명한다.

진동센서(14)는 내부에 제어 레지스터(Control Register)를 가지면, 제어 레지스터(Control Register)의 데이터에 따라 여러 가지 모드로 동작을 하게 된다. 세탁기(1)의 행정 중에 경우에 따라 제어 레지스터(Control Register)의 데이터를 변경할 필요가 있다. 이때, 제어 레지스터(Control Register)에 Write한 데이터와 Read한 데이터를 비교하여 데이터가 불일치할 경우 고장이라고 판정한다.

진동센서(14)의 고장이라고 판정이 되면, 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)하고, 제어 레지스터(Control Register) Write/Read를 재수행한다. 10회 연속 고장으로 판정이 되면 세탁기(1)의 행정을 중지하고 디스플레이부(66)를 통해 에러를 표시한다.

이와 같이, 진동센서(14)가 고장이라고 판정이 될 때마다 제어부(62)는 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)한다. 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)하는 것은, 진동센서(14)를 초기화하는 역할을 한다.

또한, 탈수 중에 진동 신호가 크게 감지되어 탈수 재시도(Retry)를 할 때마다 진동센서(14)에 공급되는 전원(Power)을 리셋(Reset)한다. 이는 진동센서(14)가 외부 노이즈 유입으로 오류를 범할 가능성이 있으므로 진동센서(14)를 초기화하는 역할을 한다.

이하에서는 수조(11)의 진동을 측정하는 진동센서(14)를 하나 이상 설치할 경우, 진동센서(14)와 제어부(62)의 연결 방식을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 복수 개의 진동센서와 제어부 사이의 통신 블록도로서, 하나의 제어부(62)로 복수 개(예를 들어, 2개)의 진동센서(14; 맴스 센서)를 제어하기 위해 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식을 사용할 경우의 연결 상태를 나타낸 것이다.

SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 프로토콜에는 CS(Chip Select), SPC(Serial Peripheral Clock), SDI(Serial Data Input), SDO(Serial Data Output)의 신호선이 있다.

2개의 진동센서(14)를 제어하기 위해 제어부(62)는 CS1(Chip Select 1), CS2(Chip Select 2)를 I/O 포트(Port)를 이용하여 설정하고, SPC(Serial Peripheral Clock), SDI(Serial Data Input), SDO(Serial Data Output) 단자는 제어부(62)의 SPI 통신 채널(SPC, SDI, SDO)에 연결하여 2개의 진동센서(14)에 공통으로 연결한다.

이와 같이, SPC(Serial Peripheral Clock), SDI(Serial Data Input), SDO(Serial Data Output)의 신호선을 2개의 진동센서(14)가 공통으로 사용하여 Wire-harness의 비용과 부피를 줄일 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 복수 개의 진동센서와 제어부 사이의 통신 블록도로서, 하나의 제어부(62)로 복수 개(예를 들어, 2개)의 진동센서(14; 맴스 센서)를 제어하기 위해 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 사용할 경우의 연결 상태를 나타낸 것이다.

I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 프로토콜에는 SCL(Serial Clock Line: 동기용 클럭 신호), SDA(Serial DAta line: Address, Data, Acknowledge, Start & Stop)의 신호선이 있다.

I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식은 SCL(Serial Clock Line), SDA(Serial DAta line) 2개의 신호선을 여러 개의 디바이스(예를 들어, 진동센서)와 공통으로 연결하여 사용할 수 있다. 여러 개의 디바이스는 각각 고유의 슬레이브 어드레스(Slave Address)를 할당받아서 제어부(62)가 호출하는 해당 슬레이브 어드레스(Slave Address)를 가진 디바이스만이 동작을 하게 된다.

도 7에서는 2개의 진동센서(14) 중 하나는 슬레이브 어드레스(Slave Address) 중 SA0 비트를 그라운드(GND)로 연결하여 '0'으로 설정하고, 다른 하나는 SA0 비트를 전원 단자(VCC)로 연결하여 '1'로 설정하였다. 그리고, SCL(Serial Clock Line), SDA(Serial DAta line) 신호선은 제어부(62)와 2개의 진동센서(14)를 공통으로 연결하였다.

이와 같이, SCL(Serial Clock Line), SDA(Serial DAta line) 2개의 신호선만으로 제어부(62)와 2개의 진동센서(14)가 연결이 되면 wire-harness의 비용과 부피를 줄일 수 있게 된다.

11 : 수조 12 : 드럼
14 : 진동센서 15 : 모터
17 : 세탁히터 60 : 입력부
62 : 제어부

Claims

수조와, 상기 수조 내부에 설치된 히터 및 드럼과, 상기 드럼을 회전시키는 모터를 구비한 세탁기의 제어방법에 있어서,
통 세척 코스인가 판단하고;
상기 통 세척 코스인 경우, 설정된 RPM과 수온에 따라 상기 히터와 모터를 동작시켜 통 세척 코스를 수행하고;
상기 통 세척 코스의 수행 중에 상기 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 감지하도록 상기 수조의 진동에 따른 변위 데이터를 측정하고;
상기 측정된 진동 변위 데이터를 설정된 리미트값과 비교하여 상기 진동 변위 데이터가 상기 리미트값보다 크면 상기 설정된 RPM과 수온을 변경하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 세탁기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 설정된 RPM과 수온을 변경하여 상기 통 세척 코스를 수행하는 것은,
상기 모터를 정지하고;
상기 통 세척 코스를 위해 상기 설정된 RPM과 수온을 낮게 조절하고;
상기 조절된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 세탁기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 진동 변위 데이터가 상기 리미트값 이하이면 상기 설정된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 세탁기의 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 통 세척 코스의 수행 중에 상기 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 실시간으로 감지하도록 상기 통 세척 코스가 완료될 때까지 상기 수조의 진동 변위 데이터를 측정하는 세탁기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 통 세척 코스를 수행하는 것은,
상기 수조로 설정 수위까지 물을 급수하고;
상기 급수된 물을 상기 설정된 수온으로 가열하도록 상기 히터를 동작시키고;
상기 히터의 동작과 함께 상기 모터를 동작시켜 상기 드럼을 상기 설정된 RPM으로 회전시키는 세탁기의 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 설정 수위는 상기 드럼의 하단이 상기 물에 잠길 수 있는 수위인 세탁기의 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 설정된 RPM은 상기 드럼의 회전 속도를 세탁 또는 헹굼 시 설정된 회전 속도보다 높게 설정한 RPM인 세탁기의 제어방법.
물을 수용하는 수조;
상기 수조 내부에 설치되어 상기 물을 가열하는 히터;
상기 수조 내부에 설치되어 포를 수용하는 드럼;
상기 드럼을 회전시키는 모터;
통 세척 코스인 경우 설정된 RPM과 수온에 따라 상기 히터와 모터를 동작시켜 통 세척 코스를 수행하고, 상기 통 세척 코스의 수행 중에 상기 드럼 내부에 포가 있는지 여부를 감지하여 상기 설정된 RPM과 수온을 변경하는 제어부를 포함하는 세탁기.
제8항에 있어서,
상기 수조의 진동에 따른 변위 데이터를 측정하는 진동센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 측정된 진동 변위 데이터를 설정된 리미트값과 비교하여 상기 진동 변위 데이터가 상기 리미트값보다 크면 상기 설정된 상기 RPM과 수온을 낮게 조절하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 세탁기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 진동 변위 데이터가 상기 리미트값 이하이면 상기 설정된 RPM과 수온을 이용하여 남은 통 세척 코스를 수행하는 세탁기.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 통 세척 코스의 수행 중에 상기 포의 유무를 실시간으로 감지하도록 상기 통 세척 코스가 완료될 때까지 상기 수조의 진동 변위 데이터를 측정하는 세탁기.
제9항에 있어서,
상기 진동센서는 상기 설정된 RPM으로 상기 드럼을 고속 회전하는 중에 발생하는 언밸런스 진동을 제한하기 위해 상기 수조에 설치된 센서인 세탁기.
제12항에 있어서,
상기 진동센서는 맴스 센서, 가속도 센서, 각속도 센서를 포함하는 세탁기.
제13항에 있어서,
상기 맴스 센서는 상기 수조의 진동에 따라 발생하는 상기 수조의 변위를 측정하는 세탁기.
수조;
상기 수조에 설치되어 상기 수조의 진동을 측정하는 진동센서;
상기 진동센서의 데이터를 이용하여 상기 진동센서의 고장을 진단하는 제어부를 포함하는 세탁기.
제15항에 있어서,
상기 진동센서는 상기 수조의 진동에 따라 발생하는 상기 수조의 변위를 측정하는 맴스 센서인 세탁기.
제16항에 있어서,
상기 제어부는 상기 세탁기의 전 행정 구간에서 상기 맴스 센서와 통신을 수행하고, 상기 통신을 통해 상기 맴스 센서의 레지스터에 Write한 데이터와 실시간으로 Read한 데이터가 불일치할 경우 상기 통신 불량으로 판정하고, 상기 통신 불량이 일정시간 지속되면 상기 맴스 센서의 고장으로 판정하는 세탁기.
제16항에 있어서,
상기 제어부는 상기 세탁기의 세탁 및 탈수 진입 시마다 상기 맴스 센서의 신호 데이터를 체크하고, 상기 신호 데이터가 일정 범위를 벗어나면 상기 맴스 센서의 고장으로 판정하는 세탁기.
제16항에 있어서,
상기 제어부는 상기 세탁기의 행정 중에 상기 맴스 센서의 레지스터에 데이터를 Write/Read하는 경우, 상기 맴스 센서의 레지스터에 Write한 데이터와 Read한 데이터가 불일치할 경우 상기 맴스 센서의 고장으로 판정하는 세탁기.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 맴스 센서가 고장으로 판정될 때마다 상기 맴스 센서에 공급되는 전원을 리셋하는 세탁기.
제16항에 있어서,
상기 맴스 센서는 상기 수조에 하나 이상 설치되는 세탁기.
제21항에 있어서,
상기 맴스 센서는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식과, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 지원하는 세탁기.
제22항에 있어서,
상기 복수 개의 맴스 센서는 상기 제어부와의 통신을 위한 신호선을 각각 구비하고,
상기 제어부는 상기 맴스 센서 각각의 신호선에 공통으로 연결되는 세탁기.
제23항에 있어서,
상기 제어부는 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 방식의 경우, 상기 복수 개의 맴스 센서를 제어하기 위해 CS1, CS2를 I/O 포트를 이용하여 설정하고, SPI 통신 채널에 상기 복수 개의 맴스 센서를 공통으로 연결하는 세탁기.
제23항에 있어서,
상기 제어부는 I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식의 경우, 상기 복수 개의 맴스 센서 중 하나는 슬레이브 어드레스 중 SA0 비트를 그라운드(GND)로 연결하여 '0'으로 설정하고, 다른 하나는 SA0 비트를 전원 단자(VCC)로 연결하여 '1'로 설정하고, I2C 통신 채널에 상기 복수 개의 맴스 센서를 공통으로 연결하는 세탁기.