相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月27日提交于韩国知识产权局的第10-2016-0124080号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用合并于本文。
本发明涉及一种洗衣机及其控制方法，更具体地涉及一种能够感测引入洗衣机中的衣物量的洗衣机及其控制方法。
背景技术：
通常，洗衣机是通过诸如洗涤、脱水(spindrying)和/或干燥等各种过程处理衣物的装置。
将预定量的洗涤水提供到其中容纳衣物的滚筒中。通过洗涤剂的化学作用，将合适量的洗涤剂溶解在洗涤水中以从衣物中去除污物。此外，其中容纳衣物的滚筒被旋转以通过洗涤水和衣物之间的机械摩擦和衣物的振动容易地从衣物中去除污物。
为了从衣物中去除污物，进行洗涤循环、漂洗循环和脱水循环。在洗涤衣物期间，在洗涤循环和漂洗循环以及脱水循环中进行脱水操作，以便从衣物中去除水分。
在脱水操作中，马达以高速旋转。结果，离心力被施加到滚筒中的衣物上，从而从衣物中去除水。
由于马达高速旋转，因此，脱水操作受到衣物的量和衣物的缠结的影响。随着衣物量的增加，难以高速旋转马达。此外，如果衣物缠结并因此聚集在一侧，则当马达高速旋转时，洗衣机可能由于不平衡而损坏。
因此，洗衣机在执行脱水之前精确地确定衣物的量，以便根据衣物量来调节用于脱水的马达的旋转速度。
在传统的洗衣机中，测量在起动处于静止状态的马达时提供给马达的电流，以便确定衣物量。
如果在起动马达时确定衣物量，则难以确定小的衣物量。此外，由于处于静止状态的衣物的初始位置以及通过驱动马达而引起的衣物的移动，测量的衣物量可能会改变。特别地，随着衣物量的增加，测量值的变化增加。
此外，对于包括无传感器马达的洗衣机，在起动马达时难以进行位置对准，从而增加了测量的衣物量的变化。如果测量的衣物量的变化增加，则不可能基于计算的数据来确定衣物量。
如果没有精确地测量衣物量，则进行马达高速旋转的脱水操作会花费大量时间。结果，洗涤时间增加，由此能量消耗增加。
技术实现要素：
因此，鉴于上述问题而提出本发明，其目的在于提供一种洗衣机及其控制方法，能够快速且精确地确定引入到洗衣机中的衣物量，即使在洗衣机包括无传感器马达的情况下也能精确地测量衣物量，还可以容易地执行基于衣物量的脱水操作，从而减少洗涤时间。
本发明由独立权利要求1和10限定；从属权利要求限定了本发明的实施例。
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种洗衣机来实现，所述洗衣机包括：马达，连接到滚筒用于旋转所述滚筒；马达驱动单元，用于向所述马达提供工作动力以操作或停止所述马达，并控制所述马达的旋转速度；电流感测单元，用于在所述马达的工作期间测量所述马达的电流；以及控制器，用于将用于控制所述马达的控制命令发送到所述马达驱动单元，以便确定容纳在所述滚筒中的衣物量，并且基于从所述电流感测单元接收的电流值确定所述衣物量，其中所述马达驱动单元响应于所述控制命令控制所述马达，使得所述马达的旋转速度在预定的速度范围内被重复地维持、加速和减速，以及所述控制器将从所述电流感测单元接收的电流值区分成维持所述马达的旋转速度的维持时段的电流值、加速时段的电流值、以及减速时段的电流值，其中这些时段是基于所述马达的旋转进行区分的，并且基于每个时段来分析电流值以计算所述衣物量。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制洗衣机的方法，包括：起动马达并将所述马达加速到第一速度，以便确定容纳在滚筒中的衣物量(起动步骤)；以第一速度旋转所述马达预定时间(维持步骤)；在所述预定时间之后将所述马达加速到第二速度(加速步骤)；当所述马达的旋转速度达到所述第二速度时，将所述马达减速到所述第一速度(减速步骤)；重复所述加速步骤和所述减速步骤预定次数(重复步骤)；以及基于每个时段来分析所述维持步骤、所述加速步骤和所述减速步骤中测量的电流值，以计算衣物量。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是示出根据本发明的实施例的洗衣机的透视图；
图2是图1所示的洗衣机的局部剖视图；
图3是示出根据本发明的实施例的洗衣机的控制结构的框图；
图4是示出根据本发明的实施例的洗衣机中对衣物施加力的参考图；
图5是示出根据本发明的实施例的洗衣机中测量衣物量的方法的参考图；
图6是示出在图5中测量衣物量时马达速度发生变化的示例的图；
图7是示出当在根据本发明的实施例的洗衣机中测量衣物量时马达的速度变化的另一示例的图；
图8是示出使用图7所示的马达的速度变化来测量衣物量的另一种方法的参考图；
图9是示出根据本发明的洗衣机中基于衣物种类的衣物量的测量结果的图；
图10是示出传统的洗衣机中基于衣物重量的衣物量的测量结果的图；
图11是示出根据本发明的洗衣机中基于中少量衣物的衣物量的测量结果的图；
图12是示出根据本发明的洗衣机中基于衣物重量的衣物量的测量结果的图；
图13是示出根据本发明的洗衣机中测量衣物量的控制方法的流程图；
图14是示出根据本发明的洗衣机中测量衣物量的控制方法的另一示例的流程图；以及
图15是示出根据本发明的洗衣机中通过改变马达的旋转方向来测量衣物量的控制方法的流程图。
具体实施方式
参考下面结合附图描述的实施例，本发明的优点和特征以及实现它们的方式将变得清楚。然而，本发明不限于在以下描述中公开的实施例，而是可以以各种不同的形式具体实施。为了本发明的公开内容的完整性而提供下面将要描述的本发明的实施例，并且将本发明的范围正确地告知本发明所属领域的技术人员。本发明仅由所附权利要求的范围限定。在整个说明书中，相同的部件由相同的附图标记表示。此外，根据本发明的洗衣机中包括的控制器和其它元件可以由一个或多个处理器或硬件设备实现。
图1是示出根据本发明的实施例的洗衣机的透视图，并且图2是图1所示的洗衣机的局部剖视图。
根据本发明的洗衣机100被配置为如图1和图2所示。
壳体110限定洗衣机100的外观。用于容纳水的桶132以悬挂状态布置在壳体110中，并且用于容纳衣物的滚筒134可旋转地设置在桶132中。可以进一步提供用于加热桶132中的水的加热器143。
壳体110可以包括：限定洗衣机100的外观的机柜111，机柜111具有开口的前部和顶部；用于支撑机柜111的基座(未示出)；耦接到机柜111的前部的前盖112，前盖112设置有衣物引入孔，通过该衣物引入孔引入衣物；以及设置在柜体111的顶部的顶盖116。用于打开和关闭衣物引入孔的门118可以布置在前盖112上。
门118可以设置有玻璃118a，使得滚筒134中的衣物从洗衣机100的外部可见。玻璃118a可以是凸形的。在门118关闭的状态下，玻璃118a的末端可以突出到滚筒134的内部。
洗涤剂盒114容纳诸如预洗或主洗涤洗涤剂、织物柔软剂和漂白剂等的添加剂。洗涤剂盒114布置在壳体110中以便能够从壳体110中抽出。洗涤剂盒114可以被分隔成多个容纳空间，在其中单独容纳各个添加剂而不混合。
为了吸收在滚筒134的旋转期间产生的振动，桶132可以经由弹簧从顶盖116悬挂。此外，还可以设置阻尼器以在其下侧支撑桶132。
滚筒134可以在其中设置有多个孔，使得水在桶132和滚筒134之间流动。一个或多个提升器134a可以设置在滚筒134的内圆周表面上，使得在滚筒134旋转期间提升和下降衣物。
滚筒134可以不完全水平布置，而是可以以预定的倾斜度布置，使得滚筒134的后部低于水平线。
可以提供用于产生旋转滚筒134所需的驱动力的马达。洗衣机可以根据马达产生的驱动力如何传递到滚筒134而被分类为直接驱动式洗衣机或间接驱动式洗衣机。在直接驱动式洗衣机中，马达的旋转轴直接固定在滚筒134上。马达的旋转轴和滚筒134的中心在同一条线上彼此对准。在直接驱动式洗衣机中，滚筒134由布置在桶132的后部与机壳111之间的空间中的马达141旋转。
在间接驱动式洗衣机中，使用诸如皮带或皮带轮的动力传递装置来传递由马达产生的驱动力，以使滚筒134旋转。马达的旋转轴和滚筒134的中心不一定在同一条线上彼此对准。
根据本发明的洗衣机可以是直接驱动式洗衣机或间接驱动式洗衣机。
垫圈120设置在壳体110和桶132之间。垫圈120防止容纳在桶132中的水泄漏到桶132和壳体110之间的空间中。垫圈120的一侧耦接到壳体110，垫圈120的另一侧耦接到桶132的开口前部的周边。此外，垫圈120根据桶132的振动被压缩以吸收振动。
垫圈120可以由有些弹性的可变形或柔性材料制成。例如，垫圈120可以由天然橡胶或合成树脂制成。
洗衣机分别经由热水软管和冷水软管连接到用于供应热水的热水源h.w.和用于供应冷水的冷水源c.w.。在供水单元的控制下，通过热水软管和冷水软管引入的水被供应到洗涤剂盒114、蒸汽发生器和/或旋流喷嘴。
泵148经由排水软管149将通过排水管147从桶132排出的水排出到外部，或者泵148将水送到循环软管151中。在该实施例中，泵148既执行排水泵的功能和又执行循环泵功能。可替代地，可以分开设置排水泵和循环泵。
在滚筒134的旋转期间，衣物10被提升器134a重复提升并下降。当滚筒高速旋转时，衣物贴附在滚筒的壁上。此时，洗涤水通过离心力与衣物分离，并通过形成在滚筒中的孔排出到桶中。以这种方式，执行脱水。
控制面板180可以包括用于允许用户选择进程的进程选择单元182和用于允许用户输入各种控制命令并显示洗衣机100的操作状态的输入和输出单元184。控制面板180将在下面参考图12更详细地描述。
垫圈120可以设置有防分离突起，用于防止衣物由于滚筒134的旋转而从滚筒134逸出并由此被卡在垫圈120和壳体110(特别是前盖112)之间，或者在完成洗涤后当门118打开时防止衣物被排出到外面。防分离突起形成在垫圈120的内周表面上，以朝向衣物引入孔突出。
图3是示出根据本发明的实施例的洗衣机的控制结构的框图。
如图3所示，除了上述结构元件之外，洗衣机100包括输入单元230、输出单元240、感测单元220、马达驱动单元260、马达270、电流感测单元280、数据单元250、和用于控制洗衣机的整体操作的控制器210。
此外，控制器210控制供水阀和排水阀。洗衣机还可以包括用于加热洗涤水的控制结构。根据情况，可以进一步设置用于向外部发送数据和从外部接收数据的通信单元。然而，将省略其描述。控制器210可以由一个或多个处理器或硬件设备来实现。
包括诸如至少一个按钮、开关和触摸板的输入装置的输入单元230允许用户输入操作设置，诸如电源开/关输入、洗涤进程、水位和温度。
输出单元240包括显示单元，用于显示通过输入单元230输入的操作设置的信息，并输出洗衣机的操作状态。此外，输出单元240还包括用于输出预定声音效果或警报的扬声器或蜂鸣器。
数据单元250存储用于控制洗衣机的操作的控制数据、关于输入的操作设置的数据、关于洗涤进程的数据、以及用于确定洗衣机中是否已经发生错误的参考数据。此外，数据单元250存储在洗衣机的操作期间由感测单元感测或测量的数据。
数据单元250存储控制洗衣机所需的各种信息。数据单元250可以包括易失性或非易失性记录介质。记录介质存储可由微处理器读取的数据。记录介质可以包括硬盘驱动器(hdd)、固态盘(ssd)、硅盘驱动器(sdd)、rom、ram、cd-rom、磁带、软盘和光学数据存储设备。
包括多个传感器的感测单元220测量洗衣机的电压或电流，并且感测诸如马达的旋转速度、洗涤水的温度、洗涤水的水位和供给或排出的洗涤水的压力等数据，这些数据被发送到控制器210。
感测单元220包括多个传感器，每个传感器可以从电流传感器、电压传感器、水位传感器、温度传感器、压力传感器和速度传感器中选择。
水位传感器安装在滚筒或桶中以感测洗涤水的水位并将水位数据发送到控制器210。温度传感器测量洗涤水的温度。此外，多个温度传感器可以设置在不同的位置以感测控制电路中的温度和(如果设置加热器时)用于加热或干燥洗涤水的加热器的温度，以及感测洗涤水的温度。电流感测单元280测量提供给马达的电流，并将测量的电流发送到控制器210。
马达270连接到滚筒以产生旋转滚筒所需的动力。可以使用无传感器马达作为马达270。
马达驱动单元260向马达270提供工作动力。马达驱动单元260响应于来自控制器210的控制命令来控制马达运行或停止。另外，马达驱动单元260控制马达的旋转速度。
马达驱动单元260响应于来自控制器210的控制命令来控制马达270的旋转方向、旋转角度和旋转速度。此外，马达驱动单元260控制马达270以基于预定的洗涤进程以及执行的每个洗涤、漂洗和脱水循环进行不同操作。此时，马达驱动单元260可变地控制马达270的旋转方向、旋转角度和旋转速度，使得滚筒中的洗涤水形成特定形式的水流。
控制器210根据通过输入单元230输入的操作设置来控制供水和排水。此外，控制器210产生控制命令，使得滚筒根据马达270的操作旋转以执行洗涤，并且将控制命令发送到马达驱动单元260。控制器210可以控制一系列洗涤进程，诸如洗涤、漂洗和脱水。
控制器210将接收到的操作设置存储到数据单元250，并通过输出单元240输出洗衣机的操作设置或操作状态。根据情况，在存在其中安装有洗衣机控制应用并且无线地连接到洗衣机的终端的情况下，控制器可以将操作设置的数据发送到该终端。
在执行洗涤的同时，控制器210基于从感测单元220的传感器接收的数据和从电流感测单元280接收的数据来确定洗涤是否正常执行。在确定洗涤异常地执行时，控制器210通过输出单元240输出错误。
例如，当在供水期间洗涤水的水位在供水时间内未达到预定的水位时，当排水时洗涤水的水位在预定的排水时间内未达到空水位时，当在执行洗涤期间感测到空水位时，当洗涤水的温度未达到预定温度时，或者当脱水未执行预定次数或未在预定时间内执行时，控制器210确定发生错误。
控制器210将控制命令发送到马达驱动单元260，使得根据操作设置执行洗涤、漂洗或脱水处理。当操作马达时，控制器210存储和分析从电流感测单元280接收的电流值，以确定马达的状态，并且此外还确定容纳在滚筒中的衣物量。此外，控制器210基于测量的电流来确定衣物的偏离，即衣物的不平衡。
当洗涤开始并且滚筒以高速旋转时，控制器210确定滚筒中的衣物量。即使在控制器210已经确定衣物量之后，控制器210在需要滚筒的高速旋转时也在滚筒的高速旋转之前再次确定衣物的量，使得滚筒响应于所确定的衣物量以高速旋转。响应于所确定的衣物量，控制器210可改变和设定最大旋转速度。
当由马达驱动单元260旋转马达时，控制器210向马达驱动单元260发送控制命令，使得马达的旋转速度逐步增加或减小。在马达旋转期间，控制器210在加速时段、维持时段和减速时段分析从电流感测单元280接收到的电流值，以便确定衣物的量。
控制器210计算在马达旋转期间施加到滚筒的重力和惯性力，并且计算当马达制动时产生的反电动势，以确定衣物量。
图4是示出根据本发明的实施例的洗衣机中对衣物施加力的参考图。
如前所述，控制器210使用施加到滚筒的力来确定衣物的量。
如图4所示，各种力被施加到其中放置有衣物的滚筒上。
洗衣机利用滚筒的旋转将异物与衣物分离，并从衣物中去除洗涤水。因此，施加马达转矩、惯性转矩、摩擦转矩和负载转矩来旋转滚筒。
马达转矩是被施加以旋转连接到滚筒的马达的力。惯性转矩是当滚筒在滚筒旋转期间加速或减速时由于惯性(通过惯性维持现有操作状态(旋转))而阻止滚筒旋转的力。摩擦转矩是由于滚筒和衣物之间、门与衣物之间、或各个衣物物件之间的摩擦而阻止滚筒旋转的力。负载转矩是由于衣物的重量而阻止滚筒旋转的力。
洗衣机不在起动马达时确定衣物量，而是在滚筒旋转期间确定衣物量。因此，在下文中，将以示例的方式描述以角度θm施加对衣物的力。
如图4(a)所示，马达转矩te是马达运转时所需的力。因此，马达转矩te表示为惯性转矩、摩擦转矩和负载转矩之和。马达转矩te是提升衣物所需的力与滚筒的半径r的乘积。
如图4(b)所示，当滚筒在滚筒的旋转期间加速或减速时，由于基于滚筒中衣物分布的惯性，惯性转矩jm被施加作为阻止滚筒旋转的力。
此时，惯性转矩与质量m和滚筒半径的平方成比例。
如图4(c)所示，摩擦转矩bm是施加在衣物和桶之间以及衣物和门之间的摩擦力。因此，摩擦转矩与旋转速度wm成比例。摩擦转矩可以是摩擦系数和旋转速度的乘积。
如图4(d)所示，负载转矩tl是在起动马达时根据衣物的分布而施加的重力。负载转矩可以根据衣物的重量(质量m)、重力g导致的加速度、滚筒的半径r和角度θm来计算。
以角度θm施加到衣物的力基本上是由于重力引起的力fg。然而，由于滚筒旋转，所以力可以由于滚筒的转动而被计算为重力和sin(θm)的乘积。由于重力引起的力fg由重力加速度、滚筒的半径和衣物的质量决定。
在滚筒旋转期间，同时施加马达转矩、惯性转矩、摩擦转矩和负载转矩。这些力分量反映在马达的电流值中。因此，控制器210使用在马达工作期间由电流感测单元测量的电流值来计算衣物量。
由于衣物的重量，马达转矩受重力的影响很大。当衣物的重量超过预定重量时，分辨力降低。也就是说，如果衣物量超过预定水平，则随着衣物量的增加，由于衣物的重量而导致的区别度减少。
当衣物和门之间存在摩擦时，并且当衣物被卡在门中时，摩擦转矩值的变化增加，结果是摩擦转矩得到散布。特别地，当衣物量增加时，摩擦转矩的分布大大增加。
负载转矩的值由于衣物的移动而偏离。此外，当衣物的重量超过预定水平时，衣物的移动减少。结果，负载转矩降低。
相反，尽管惯性转矩受到衣物移动的影响，但惯性转矩相对于衣物量(重量)呈线性。因此，可以更精确地测量衣物的量。
由于惯性转矩是静止力(restingforce)，所以在加速或减速时施加惯性转矩。也就是说，在加速时段和减速时段施加惯性转矩。然而，在旋转速度均匀的情况下，不施加惯性转矩，而施加马达转矩、摩擦转矩和负载转矩。
惯性转矩的特性可以通过从加速时段和减速时段的数据中排除维持时段的数据来计算。惯性可以通过如下方式计算：从加速时段的电流值和减速时段的电流值减去维持时段的电流值，将所得到的值除以每单位时间的速度变化(即加速度)，并将所得到的值乘以反电动势。
因此，洗衣机可以分析在加速时段、减速时段和维持时段施加的力，以基于惯性转矩来确定衣物的量。此外，洗衣机可以根据维持时段的衣物量来计算重力。此外，洗衣机可以计算在减速时段由制动产生的反电动势，以计算衣物量。
此外，由于洗衣机在马达旋转期间测量电流值以计算衣物量感测值，所以可以消除由起动马达时的马达对准导致的误差。此外，在维持时段，衣物均匀地移动而不改变负载，即没有衣物的不规则移动，由此可以使因负载变化引起的误差最小化。
此时，洗衣机不同地应用用于计算维持时段的衣物量感测值的衣物量数据和用于计算加速时段和减速时段的衣物量感测值的衣物量数据。在维持时段，不包括惯性特性。在加速时段和减速时段，施加有惯性。因此，根据不同的数据计算多个衣物量感测值，并将其相互比较以确定最终的衣物量。
图5是示出根据本发明的实施例的洗衣机中测量衣物量的方法的参考图。
如图5所示，控制器210控制马达的旋转速度，以确定衣物量。
如前所述，控制器210计算在马达工作期间施加的惯性转矩，以确定衣物量。因此，在马达的旋转速度增加到预定旋转速度之后，控制器210执行加速或减速马达的控制。控制器210基于马达的旋转速度彼此区分维持时段、加速时段和减速时段，并且使用在马达工作期间在各个时段内测量的电流值iq0和iq1来确定衣物量。
控制器210使用在马达以低速旋转的维持时段受重力影响的摩擦转矩和负载转矩来计算衣物量，从维持时段加速马达，使得在马达的旋转速度高于维持时段的旋转速度时强调惯性转矩的特性，以确定加速时段和减速时段的衣物量，并分析这两个数据以确定衣物量。
此外，控制器210执行控制，使得在马达的旋转速度达到预定旋转速度之后，马达的旋转速度被重复地维持、加速和减速预定次数。在重复维持、加速和减速马达的旋转速度的同时，控制器210基于每个时段来存储测量的电流值，并计算其平均值以确定衣物量。
此时，控制器210可以通过从加速时段的电流值中减去维持时段的电流值，并将所得到的值乘以反电动势来计算衣物量。每个时段中的平均值用作电流值。反电动势是当马达制动时由马达沿相反方向形成的电流产生的电动势。
控制器210将加速时段和维持时段的电流值进行彼此比较，并且在减速时段计算反电动势，以确定衣物量。
为了确定衣物量，控制器210向马达驱动单元260发送控制命令以控制马达的旋转速度。
控制器210将衣物在旋转滚筒中翻滚时马达的旋转速度设定为第一速度s1。此外，控制器210将随着马达的旋转速度增加衣物开始通过滚筒中产生的离心力贴附在滚筒的壁上、一些衣物在贴附于滚筒壁的状态下与滚筒一起旋转、并且一些衣物通过滚筒的旋转被提升并下降时的马达的旋转速度设定为第二速度s2。
例如，第一速度可以设定在30rpm至40rpm的范围内，并且第二速度可以设定在60rpm至80rpm的范围内。第一速度和第二速度可以根据滚筒的尺寸和马达的种类和性能而改变。
响应于控制命令，马达驱动单元260在零时间t0处起动马达，并且加速马达直到马达的旋转速度达到第一速度s1。
当马达的旋转速度达到第一速度时，马达驱动单元260响应于控制命令将第一速度维持预定的时间t1至t2。第一时刻t1至第二时刻t2是维持马达旋转速度的维持时段。
此外，马达驱动单元260在第二时刻t2将马达加速到第二速度s2。当马达的旋转速度在第三时刻t3达到第二速度s2时，马达驱动单元260使马达制动以将马达的旋转速度减低至第一速度s1。
电流感测单元280在第一时刻t1至第二时刻t2的维持时段期间测量电流值iq0，在第二时刻t2至第三时刻t3的加速时段测量电流值iq1，并将测量的电流值发送到控制器210。
在第三时刻t3之后，电流感测单元280在马达的旋转速度减小的减速时段中测量电流，并且控制器210计算反电动势。
当马达的旋转速度在第四时刻t4达到第一速度s1时，马达驱动单元260响应于控制命令将马达的旋转速度维持在第一速度(t4至t5)，并且将马达的旋转速度加速到第二速度(t5至t6)。当马达的旋转速度达到第二速度时，马达驱动单元260将马达的旋转速度减速到第一速度(t6至t7)。以这种方式，马达驱动单元260重复地控制马达270的旋转速度，然后停止马达(t8)。该控制重复5至7次。
控制器210执行控制，使得在第一速度s1和第二速度s2之间的期间内，马达的旋转速度被重复地维持、加速和减速预定次数。
控制器210在马达不停止但旋转的状态下维持、加速或减速马达的旋转速度。因此，排除了在停止状态下马达起动时产生的初始起动力和由于衣物的移动而产生的误差，并且控制器210通过维持和加速时段之间的差异来使用惯性转矩确定衣物量。
此外，控制器210重复上述操作预定次数以计算维持、加速和减速时段中的平均值，从而确定衣物量。
图6是示出在图5中测量衣物量时马达速度发生变化的示例的图。
如图6(a)所示，在控制马达的旋转速度时，马达驱动单元260在第一速度s1和第二速度s2之间的范围内重复地维持、加速或减速马达270的旋转速度。
马达驱动单元260在第一时刻t1至第二时刻t2的维持时段d1期间将马达的旋转速度维持在第一速度s1，在第二时刻t2至第三时刻t3的加速时段d2期间将马达的旋转速度加速至第二速度，并且在马达的旋转速度达到第二速度的第三时刻t3之后将马达的旋转速度减速到第一速度s1。
此时，维持时段设定在约2至3秒的范围内。由于在减速时段制动马达产生反电动势，所以减速时段比加速时段短，由此在短时间内进行减速。初始起动后的维持时段d1和减速后的维持时段可以具有不同的长度(时间)。
马达驱动单元260在加速时段d2期间均匀地增加马达的旋转速度，使得马达的旋转速度达到第二速度。
此时，对于第三时刻t3至3-1时刻t3-1的时间范围的时间计算反电动势，该时间范围是从第三时刻到马达的旋转速度达到第一速度的第四时刻t4的时段的一部分。根据情况，可以对于从第三时刻到第四时刻的时间范围的时间计算反电动势。
另外，如图6(b)所示，在衣物量大的情况下，马达驱动单元260不是一次全部加速马达的旋转速度，而是在加速时段d2-1中改变加速度，以逐渐将马达的旋转速度提高到第二速度。
例如，在第一时刻t1至第二时刻t2的维持时段之后，在马达的旋转速度从第一速度s1增加到第二速度s2的情况下，马达驱动单元260可以改变加速时段d2-1中的旋转速度的加速度，使得马达的旋转速度达到第二速度。
在马达的旋转速度在第二时刻增加时，速度增加的时间超过预定时间量的情况下，马达驱动单元260可以在2-1时刻t2-1处改变加速度，使得马达的旋转速度增加到第二速度。
即使在加速时段d2-1中加速度改变的情况下，控制器210也计算在加速时段d2-1中测量的电流值的平均值，以确定衣物量。
图7是示出当在根据本发明的实施例的洗衣机中测量衣物量时马达的速度变化的另一示例的图。
控制器210可以如图7所示控制马达的旋转速度，以便确定衣物量。
在马达起动之后，控制器210将马达的旋转速度控制维持在第一速度s1一段预定的时间。此后，控制器210在没有维持时段的情况下，在第一速度到第二速度的范围内控制马达的旋转速度被加速或减速。
洗衣机使用惯性和重力来确定衣物的量。然而，使用在加速或减速时施加的并且依据衣物量的确定具有强线性特性的惯性。此外，由于维持时段的数据分布狭窄，因此维持时段的电流值只能在初始阶段测量一次。
控制器210在初始阶段仅一次将马达的旋转速度维持预定时间，以测量维持时段的电流值。之后，控制器210执行控制，使得马达在没有维持时段的情况下重复加速或减速。
因此，响应于来自控制器的控制命令，马达驱动单元260在第十时刻t10起动马达，以将马达加速到第一速度s1，并且将马达的旋转速度维持范围从第十一时刻t11至第十二时刻t12的时间量。
电流感测单元280在维持时段d11中测量电流。
此外，马达驱动单元260在第十二时刻t12将马达的旋转速度加速到第二速度s2。当马达的旋转速度在第十三时刻t13达到第二速度s2时，马达驱动单元260将马达的旋转速度减速到第一速度s1。
电流感测单元280在加速时段d12和第十二时刻t12至第十三时刻t13的减速时段d13中测量电流。在减速时段d13中，计算反电动势。根据情况，控制器210可以使用除加速时段d12和减速时段d13中的数据以外的后续加速时段d14和后续减速时段d15中的数据，以更精确地确定衣物量。
当马达的旋转速度减速到第一速度s1时，马达驱动单元260在没有维持时段b的情况下，在第十四时刻t14立即将马达的旋转速度再次加速到第二速度s2。当马达的旋转速度在第十五时刻t15达到第二速度时，马达驱动单元260将马达的旋转速度减速到第一速度s1。马达驱动单元260重复加减速预定次数，然后停止马达(t19)。
电流感测单元280在加速时段d14和减速时段d15中测量电流。
控制器210基于每个时段计算接收到的电流值的平均值，以确定衣物量。
图8是示出使用图7所示的马达的速度变化来测量衣物量的另一种方法的参考图。
在马达起动之后，控制器210将马达的旋转速度维持在第一速度s1一段预定的时间以设定初始维持时段，然后执行控制以在没有维持时段的情况下在第一速度到第二速度的范围内增加或降低马达的旋转速度。
控制器210执行控制，使得在没有维持时段的情况下马达的旋转速度减速，然后快速加速，从而使加速时段的惯性信息最大化。
因此，如图8(a)所示，响应于来自控制器的控制命令，马达驱动单元260在第十时刻t10起动马达，以将马达的旋转速度加速到第一速度s1，在从第十一时刻t11至第十二时刻t12的维持时段维持马达的旋转速度，在范围从第十二时刻t12至第十九时刻t19的时间将马达从第一速度s1加速到第二速度，并且将马达的旋转速度减速到第一速度，如此重复预定次数。
当马达的旋转速度减速到第一速度s1时，马达驱动单元260在没有维持时段b的情况下立即将马达的旋转速度加速到第二速度s2，重复加速和减速预定次数，然后在第十九时刻t19停止马达。
马达驱动单元260可以重复加速和减速5至7次。
在马达的旋转速度在第一速度维持预定时间量之后，控制器210重复加速和减速，并且根据维持时段、加速时段和减速时段的电流值来首次确定衣物量。
控制器210将从第十时刻t10至第十九时刻t19的时间设置为首次确定时段p11。
在确定衣物量之后，控制器210确定衣物量是否小。当确定衣物量少时，控制器210确认衣物量并且控制马达驱动单元执行下一个操作。
同时，在确定衣物量不少时，控制器210改变马达的旋转方向并再次执行上述操作。
控制器210改变马达的旋转方向以减少测量的衣物量的变化，从而提高精度。此外，控制器210可以改变马达的旋转方向，以二次确定衣物的量。在这种情况下，衣物可以解开缠绕，从而提供衣物解缠绕的效果。
如图8(b)所示，在首次确定时段p11之后，控制器210在确定衣物量不少的情况下，改变马达的旋转方向，并在二次确定时段p12期间将用于控制马达的旋转方向的控制命令发送到马达驱动单元。
响应于该控制指令，马达驱动单元260改变马达的旋转方向，将马达的旋转速度加速到第一速度(t20至t21)，并将马达的旋转速度维持在第一速度预定时间t21至t22(维持时段)。在第二十二时刻t22之后，马达驱动单元260将马达的旋转速度加速到第二速度，并将马达的旋转速度减速至第一速度s1，如此重复，并在第二十九时刻t29停止操作。
在马达的旋转速度改变之后，电流感测单元280在维持时段、加速时段和减速时段中测量电流值，并将测量的电流值发送到控制器210。此时，电流感测单元280可以在维持时段和加速时段中连续地测量电流，并且可以在减速时段的一部分中测量电流。测量时间可以根据减速时段的长度(时间)而变化。在减速时段的一部分中测量电流的情况下，在减速时段开始时测量电流。
控制器210计算首次确定时段p11中各时段的电流值和二次确定时段p12中时段的电流值的平均值，以确定洗衣量。控制器210基于不同的数据来分析加速时段和减速时段的电流和维护时段的电流。
控制器210将各个时段的电流值的平均值乘以反电动势以计算衣物量。基于惯性转矩的衣物量数据确定加速时段的衣物量，并且基于重力矩的衣物量数据来确定维持时段的衣物量。此外，由于基于马达的种类或性能的马达的特性反映在反电动势中，所以使用反电动势来计算衣物量以便对此进行补偿。
在确定衣物量之后，控制器210基于所确定的衣物量来控制马达驱动单元执行下一个操作。此外，控制器210可以基于衣物的量来设定用于不平衡的极限值。
例如，控制器210基于衣物量设定最大脱水速度，并向马达驱动单元260发送控制命令。结果，滚筒以设定的最大脱水速度旋转来执行脱水。这里，脱水包括洗涤后的脱水、漂洗后的脱水和最终的脱水。
图9是示出根据本发明的洗衣机中基于衣物种类的衣物量的测量结果的图。
图9(a)是示出根据传统的衣物量确定方法的各种衣物的衣物量感测值的图，并且图9(b)是示出根据本发明的衣物量确定方法的各种衣物的衣物量感测值的图。
如图9(a)所示，在传统的洗衣机中，当确定衣物量时，无法区分卸载状态和t恤。
此外，秋季针织衫、大毛巾和冬季针织衫的感测值的范围彼此重叠，因此难以在它们之间进行区分。此外，感测值的分布随着衣物量的增加而增加，从而难以确定衣物量。
相反，如图9(b)所示，在根据本发明的洗衣机中，考虑到重力和惯性的特性，根据维持时段、加速时段和减速时段的电流值并且使用反电动势补偿根据马达的特性的误差，由此更容易区分基于衣物的种类的感测值。
图10是示出传统的洗衣机中基于衣物重量的衣物量的测量结果的图。
如图10所示，常规洗衣机使用在起动马达时测量的电流值来确定衣物的量。
在传统的洗衣机中，以重叠的方式分布重量为6kg或更多的衣物的感测值，由此难以确定重量为6kg或更多的衣物的量。
例如，在基于电流值确定的衣物量感测值为600的情况下，难以确定容纳在滚筒中的衣物的重量是6kg还是8kg。
此外，在衣物量感测值为900的情况下，由于重量为12kg至18kg的衣物用品具有相同的分布，因此难以明确容纳在滚筒中的衣物的重量。
因此，难以确定重量为8kg以上的衣物量。
图11是示出根据本发明的洗衣机中基于中少量衣物的衣物量的测量结果的图，并且图12是示出根据本发明的洗衣机中基于衣物重量的衣物量的测量结果的图。
如图11所示，根据本发明的洗衣机基于低速维持时段的电流值来确定衣物量。因此，对于重量为8kg以下的中少量的衣物，测量基于衣物重量的衣物量感测值，由此可以精确地确定衣物量。
然而，当使用低速维持期限确定衣物量时，随着衣物的重量增加，难以区分衣物量感测值。因此，使用加速和减速时段中的惯性特性来确定衣物量，在加速和减速时段中马达以比维持时段更高的速度旋转。
因此，如图12所示，基于维持时段，加速时段和减速时段的电流值来确定衣物量，由此容易区分衣物的各个重量的衣物量感测值。
图13是示出根据本发明的洗衣机中测量衣物量的控制方法的流程图。
如图13所示，当洗涤开始时，控制器210在开始高速脱水之前感测衣物的量。为了感测衣物量，控制器210将用于控制马达的控制命令发送到马达驱动单元260。
响应于来自控制器210的控制命令，马达驱动单元260向马达270供应工作动力，并且驱动马达(s310)。连接到马达的滚筒随着马达被驱动而旋转，并且随着滚筒旋转，滚筒中的衣物移动。
马达驱动单元260起动处于静止状态的马达270，并将马达270的旋转速度加速到第一速度(s320)。这里，第一速度是衣物不贴附在滚筒的壁上而在滚筒中翻滚的旋转速度。
当马达270的旋转速度达到第一速度(s330)时，马达驱动单元260将马达270的旋转速度维持在第一速度预定的时间(s340)。例如，第一速度可以设定在30rpm至40rpm的范围内。
当马达270的旋转速度维持在第一速度时，连接到马达的电流感测单元280测量马达的电流并将测量的电流发送到控制器210(s350)。
经过预定时间后，马达驱动单元260将马达270的旋转速度加速到第二速度(s360)。这里，第二速度是随着马达的旋转速度增加一些衣物在通过滚筒中产生的离心力贴附在滚筒的壁上的状态下与滚筒一起旋转、并且通过滚筒的旋转一些衣物被提升并下降时的旋转速度。例如，第二速度可以设定在从60rpm到80rpm的范围内。第一速度和第二速度可以根据滚筒的尺寸和马达的种类和性能而改变。
在马达从第一速度加速到第二速度的加速时段，电流感测单元280测量马达的电流并将测量的电流发送到控制器210(s370)。
当马达270的旋转速度达到第二速度(s380)时，马达驱动单元260制动马达使马达的旋转速度减速(s390)。此时，在马达通过制动马达减速的减速时段，电流感测单元280测量马达的电流，并将测量的电流发送给控制器210(s400)。
马达驱动单元260将马达的旋转速度减速到第一速度(s410)，并且对进行加速和减速的次数进行计数，以便确定是否达到预定次数n(s420)。
在马达的旋转速度达到第一速度之后，马达驱动单元260将马达的旋转速度维持在第一速度预定的时间(s430)。电流感测单元280在马达的旋转速度维持在第一速度的维持时段内测量马达的电流，并将测量的电流发送到控制器210(s350)。减速后维持第一速度的时间可能不同于在起动后维持第一速度的时间。
马达驱动单元260执行控制，使得马达的旋转速度被加速、减速并维持在第一速度和第二速度之间，如此重复预定次数(s350至s420)。
马达的旋转速度根据从马达驱动单元260接收到的工作动力重复地加速、减速和维持，并且当达到预定次数时，停止马达的操作。
控制器210根据马达的旋转速度来计算在维持、加速和减速时段的每一个时段中测量的电流值的平均值，并且使用在减速时段计算出的反电动势来确定衣物量(s440)。
图14是示出根据本发明的洗衣机中测量衣物量的控制方法的另一示例的流程图。
如图14所示，当开始洗涤时，控制器210在开始高速脱水之前感测衣物的量。为了感测衣物量，控制器210将用于控制马达的控制指令发送到马达驱动单元260。控制器210基于马达的旋转速度彼此区分维持时段、加速时段和减速时段，并且产生用于旋转马达和重复加速和减速马达的控制指令。当通过制动马达来减小马达的旋转速度时，控制器210产生用于立即加速马达的控制命令，而不是维持马达的速度。
响应于来自控制器210的控制命令，马达驱动单元260向马达270供应工作动力，并且马达被驱动(s450)。连接到马达的滚筒随着马达被驱动而旋转，并且当滚筒旋转时，滚筒中的衣物移动。
马达驱动单元260起动处于静止状态的马达270，并将马达270的旋转速度加速到第一速度(s320)。这里，如上所述，可以根据滚筒中的衣物的状态来设定第一速度和第二速度。
当马达270的旋转速度达到第一速度(s470)时，马达驱动单元260将马达270的旋转速度维持在第一速度以预定的时间(s480)。当马达270的旋转速度维持在第一速度的同时，电流感测单元280测量马达的电流并将测量的电流发送到控制器210(s490)。
在经过预定时间后，马达驱动单元260将马达270的旋转速度加速到第二速度(s500)。在马达从第一速度加速到第二速度的加速时段期间，电流感测单元280测量马达的电流并将测量的电流发送到控制器210(s510)。
当马达270的旋转速度达到第二速度(s520)时，马达驱动单元260使马达制动以使马达的旋转速度减速(s530)。此时，在马达通过制动使马达减速的减速时段期间，电流感测单元280测量马达的电流，并将测量的电流发送给控制器210(s540)。
当马达的旋转速度达到第一速度(s550)时，马达驱动单元260对加速和减速的次数进行计数，以确定是否达到预定次数n(s560)。
在确定尚未达到预定次数的情况下，马达驱动单元260在没有维持时段的情况下将马达的旋转速度加速到第二速度(s500)。当马达的旋转速度达到第二速度(s520)时，马达驱动单元260执行控制使得马达的旋转速度减速到第一速度(s530)。电流感测单元280在加速时段和减速时段测量马达的电流，并将马达的测量电流发送到控制器210(s510和s540)。
马达驱动单元260重复加速和减速马达预定次数(s500至s560)，并停止马达。
控制器210在初始阶段将马达的旋转速度维持在第一速度一次，在没有维持时段的情况下控制马达重复加速和减速，并且基于在初始维持时段中测量的电流、在加速时段和减速时段重复测量的电流和减速中的反电动势来确定衣物量(s570)。
在马达减速之后，控制器210控制马达立即加速，而不是维持马达的速度，从而提高加速时段的惯性特性，因此每个重量的衣物量感测值的精度的衣物得到提高。
图15是示出根据本发明的洗衣机中通过改变马达的旋转方向来测量衣物量的控制方法的流程图。
如图15所示，为了确定衣物量，控制器210向马达驱动单元260发送用于控制马达的控制命令。
在马达270响应于控制命令起动之后，马达驱动单元260将马达的旋转速度维持在第一速度达预定的时间，并且控制马达重复加速和减速(s600至s660)。当维持、加速和减速马达的旋转速度的同时，电流感测单元测量马达的电流，并将测量到的马达的电流发送到控制器。
此时，马达以与图13或图14所示相同的方式操作。可以根据设定值来改变马达的旋转速度是否在减速之后维持。
控制器210基于在维持马达的旋转速度的维持时段、增加马达的旋转速度的加速时段和减少马达的旋转速度的减速时段测量的电流值、以及反电动势来确定衣物量(s670)。
控制器210确定所确定的衣物量是否少(s680)。在确定所确定的衣物量少时，控制器210将确定的衣物量设定为最终衣物量，并且完成用于确定衣物量的操作。
在确定所确定的衣物量不少时，控制器210确定已经计算衣物量的次数。在衣物量已被确定了两次以上的情况下，控制器210将计算出的衣物量设定为最终的衣物量(s720)。
同时，在衣物量不少并且衣物量已被计算一次的情况下，控制器停止马达(s700)，以提高确定衣物量的精度，并且控制器控制马达驱动单元260使得马达的旋转方向改变并且开始二次衣物量确定。
马达驱动单元260响应于控制命令改变马达的旋转方向(s710)，加速马达直到马达的旋转速度达到第一速度(s600)，将马达的旋转速度维持在第一速度(s610)，并且加速马达直到马达的旋转速度达到第二速度(s620)。当马达的旋转速度达到第二速度(630)时，马达驱动单元260使马达制动以将马达的旋转速度减速至第一速度(s640)，并且当马达的旋转速度达到第一速度再次加速马达，如此重复预定次数(s620至s670)。
控制器210基于在马达的工作期间由电流感测单元测量的、维持时段、加速时段和减速时段中电流值的数据来二次确定衣物量(s670)。
控制器210合成首次确定时段的数据和二次确定时段的数据，以计算最终衣物量(s720)。
因此，在本发明中，不测量马达起动时的马达的电流，而是计算在维持马达的旋转速度的维持时段、加速时段和减速时段的旋转马达的电流以及反电动势，以便确定衣物量。因此，可以排除起动马达时的电流的不稳定性，以使由于衣物的移动引起的变化最小化，并且使用惯性特性更精确地确定衣物量。
从上面的描述可以看出，在根据本发明的洗衣机及其控制方法中，引入到洗衣机中的衣物量是通过在马达运行期间施加的重力和惯性进行测量的，从而可以精确地计算衣物的量并且最小化衣物的初始位置和衣物的移动的影响。此外，无需传感器，使用运行的马达的电流值来测量衣物量。此外，提高了确定衣物量的精度，并且在短时间内确定衣物量。因此，容易开始脱水操作，从而减少洗涤时间并节省能量。
尽管构成本发明的实施例的所有部件已经被描述为组合成单个单元并且作为单个单元来操作，但是本发明不限于该实施例。根据实施例，可以在本发明的目的范围内将部件选择性地组合成一个或多个单元并作为一个或多个单元进行操作。
虽然为了说明的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。