洗衣机驱动装置、具有其的洗衣机和洗衣机的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可通过使洗涤槽和波轮(pulsate)分别单独驱动来形成多种洗涤水流的洗衣机驱动装置、具有其的洗衣机和该洗衣机的控制方法。
【背景技术】
[0002]在以往的脱水兼用全自动洗衣机中，在外槽内以可旋转的方式设有作为洗涤槽兼脱水槽的旋转槽，并且，在上述旋转槽内的底部以可旋转的方式设有搅拌体(波轮)。上述搅拌体及旋转槽借助一个驱动马达旋转驱动，因此，当执行洗涤运行时，在制动停止旋转槽的状态下，向搅拌体传递驱动马达的旋转，来以较低速度正反转驱动，当执行脱水运行时，解除旋转槽的制动，来直接向旋转槽及搅拌体传递驱动马达的旋转而不减速，以此旋转驱动上述搅拌体及旋转槽。
[0003]为了转换这种旋转传递路径，有必要在从马达至旋转槽及搅拌体的旋转力传递路径设置离合器结构或减速机构。导致洗衣机的结构变得相当复杂，从而降低洗衣机的制造性及组装性，最终，存在制造费用增加的问题。并且，还存在如下情况:由于离合器机构的制造精密度或随着时间的经过劣化而使控制电路传递路径转换动作无法正常进行，因而转换可靠性不稳定。
[0004]进而，当从洗涤运行移到脱水运行时，存在发生离合器机构的转换动作音或发生减速机构的动作音的噪声的问题，并且，由于离合器机构的转换动作需要时间，因而还存在延长洗涤所需时间的问题。
[0005]在韩国公开特许公报第10-2003-0077682号(专利文献1)中提出了这种以往的全自动洗衣机，上述全自动洗衣机包括:脱水槽，以可旋转的方式设于外槽内；波轮，设于脱水槽内，可与脱水槽独立旋转；脱水轴，以自由旋转的方式被轴支撑轴承壳支撑，用于向脱水槽传递旋转动力；洗涤轴，用于向波轮传递旋转动力；无刷直流(BLDC)马达，随着定子被通电，转子旋转；离合器机构，以与洗涤行程或脱水行程相对应的方式可将马达的动力传递路径切换成洗涤轴或脱水轴。
[0006]在上述专利文献1中公开了全自动洗衣机的控制方法，在上述全自动洗衣机的控制方法中，在执行供给完用于洗涤的水之后，接通(ο η)离合器马达来使联轴器上升至洗涤模式位置的步骤之前，为了解除上述联轴器的限制，执行左右反转无刷直流马达的步骤，以此，借助与上述联轴器衔接的脱水轴和内部连接器的交错，上述联轴器内周面的锯齿状突起从脱水轴下端部的锯齿状突起及内部连接器上端部的锯齿状突起接受向相反方向作用的面压，由此，当驱动离合器马达时，防止联轴器的上升受到限制的现象。
[0007]这种以往的全自动洗衣机存在如下问题:由于设有离合器马达，因此，可选择性地向洗涤轴和脱水轴传递动力，导致不能独立驱动脱水槽和波轮，从而不能形成多种水流。
[0008]并且，在专利文献1中，由于使用单一的驱动马达来执行具有低速、高扭矩特性的洗涤行程和具有高速、低扭矩特性的脱水行程，因此，无法设计对一个行程最优化的马达。最终，设计对洗涤行程少许最优化的马达，并在脱水行程中执行所谓的弱磁场控制来解决脱水行程时的高速旋转问题，但上存在控制变得复杂的问题。
[0009]在专利文献1中，为了解决洗涤行程时所需的高扭矩问题和脱水行程时所需的弱磁场控制问题，提出了具有行星齿轮组和离合器机构的韩国登录特许公报第10-0548310号(专利文献2)。
[0010]专利文献2中所公开的洗衣机包括:外壳，用于形成外形；外槽，被上述外壳的内部支撑，用于在上述外槽的内部收容洗涤水；洗涤和脱水兼用的内槽，以可旋转的方式收容于上述外槽的内部；波轮(Pul sator)，以可相对旋转的方式设于上述内槽的内部，用于形成洗涤水流；驱动马达，用于产生用于使上述内槽及波轮旋转的驱动力；内槽旋转轴，用于接收上述驱动马达的驱动力来使内槽旋转；波轮旋转轴，用于接收上述驱动马达的驱动力来使波轮旋转；太阳齿轮，与驱动马达相连接，并与波轮旋转轴相连接；多个行星齿轮，同时与太阳齿轮和齿圈相啮合；行星齿轮架，以使上述行星齿轮可自转及公转的方式支撑行星齿轮；离合器弹簧，用于在洗涤时或脱水时控制上述内槽和波轮的旋转。
[0011]在专利文献2的洗衣机设有由太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架构成的行星齿轮组，因此，通过减小驱动马达的旋转力来向波轮及内槽传递，并且，离合器弹簧工作，从而向波轮和内槽选择性地传递动力，以此，当洗涤时，仅使波轮旋转，当脱水时，使波轮和内槽同时旋转。
[0012]但是，如专利文献2，在设有行星齿轮组的洗衣机中，由于行星齿轮组被单方向轴承支撑，因此，可使波轮和内槽仅向相同的方向旋转，因而存在无法使波轮和内槽向相反方向旋转，使用单一的驱动马达，且不能实现双动力的问题。
[0013]用于解决这种问题的方案为韩国公开特许公报第10-1999-0076570号(专利文献3)中公开的脱水兼用洗衣机，上述脱水兼用洗衣机的特征在于，包括:外部箱；外部槽，在上述外部箱内被多个弹性悬挂机构弹性支撑；作为洗涤槽兼脱水槽的旋转槽，以可旋转的方式配置于上述外部槽内；搅拌体，设于上述旋转槽内；洗涤马达，以直接驱动上述搅拌体的方式设置，用于进行变速控制；以及脱水马达，以直接驱动上述旋转槽的方式设置，用于进行变速控制，在上述搅拌体的旋转轴的下端部，上述洗涤马达的转子以可旋转的方式与上述搅拌体附着为一体，在上述旋转槽的旋转轴的下端部，上述脱水马达的转子以可旋转的方式与上述旋转槽附着为一体。
[0014]在上述专利文献3中，洗涤马达具有低速、高扭矩马达特性，脱水马达具有比洗涤马达更高的速度、更低的扭矩马达特性，上述洗涤马达为外转子型，上述洗涤马达的直径大于脱水马达的直径，脱水马达为内转子型，以此，成立洗涤马达在外侧、脱水马达在内侧的关系Ο
[0015]在上述专利文献3的洗衣机中，洗涤马达为外转子型，上述洗涤马达的直径大于脱水马达的直径，但在处理大容量洗衣机的大容量洗涤物的过程中存在驱动扭矩不足的问题。
[0016]并且，在上述专利文献3的洗衣机中，当执行洗涤行程时，直流励磁脱水马达来设定成制动模式，以此，在固定旋转槽的状态下，仅使洗涤马达以预设的转速正反转，或者通过使洗涤马达正转，并使脱水马达反转，来使旋转槽在不因洗涤物量和水量等的负荷而抵抗负荷并向相反的方向旋转的状态下，处于几乎停止的状态，从而防止空转。
[0017]进而，在上述专利文献3的洗衣机中，考虑高重量的旋转槽和收容于上述旋转槽内部的大容量的洗涤物量和水量等的负荷，提出如下结构:即使旋转槽的起动扭矩的作用大于搅拌体的起动扭矩的作用，当使用两个驱动马达来使搅拌体和旋转槽向相反方向旋转时为外转子型，从而直径大于脱水马达直径，并且，借助配置于洗衣机外侧的具有低速、高扭矩马达特性的洗涤马达来驱动搅拌体，因此，存在不能使搅拌体和旋转槽向相反方向驱动来实现强的洗涤水流的问题。
[0018]因此，在上述专利文献3的洗衣机中公开可使用两个驱动马达来独立驱动搅拌体和旋转槽的结构，但未公开利用上述结构的多种方式的洗涤水流的提案。
【发明内容】
[0019]技术问题
[0020]本发明的目的在于，提供适合大容量洗衣机的洗衣机驱动装置及具有其的洗衣机，使用双转子-双定子结构的洗衣机马达来分别独立驱动波轮和洗涤槽，并通过改变扭矩来传递对波轮施加的转子的旋转力，从而可实现波轮的高扭矩起动。
[0021]本发明的再一目的在于，提供洗衣机及其控制方法，可分别独立驱动波轮和洗涤槽，并将行星齿轮装置设定成可双向旋转的状态，以此可实现双动力及单动力，从而可在洗涤行程时形成多种水流模式。
[0022]本发明的另一目的在于，提供洗衣机驱动装置及具有其的洗衣机，当使用双转子-双定子结构的洗衣机马达来分别独立驱动波轮和洗涤槽时，可通过具有高扭矩特性的外转子的输出转速来驱动需要更大起动扭矩的洗涤槽，且可通过内转子的输出转速来驱动需要相对小的起动扭矩的波轮。
[0023]本发明的还一目的在于，提供洗衣机及其控制方法，可使用通过具有高扭矩特性的外转子的输出转速来驱动洗涤槽，并通过内转子的输出转速来驱动波轮的洗衣机马达，来分别独立驱动波轮和洗涤槽，以此可实现双动力及单动力，从而在洗涤行程时可形成多种强的水流模式。
[0024]本发明的又一目的在于，提供洗衣机的控制方法，可分别独立控制波轮和洗涤槽的旋转方向及转速，来形成多种形态的洗涤水流，从而可提高清洗度，且可提高洗涤物松脱性能，还可防止洗涤物缠绕，可进行具有节奏感的洗涤，还可调节水流强度。
[0025]本发明的又一目的在于，提供洗衣机的控制方法，在洗涤行程或漂洗行程中，当向相反方向驱动波轮和洗涤槽时，优先起动波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个并驱动上述波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个使其向单方向旋转之后，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩小的一个向相同方向旋转，接着，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个反转，以此实现波轮和洗涤槽的相反方向驱动。
[0026]解决问题的手段
[0027]根据本发明的第一特征，本发明提供洗衣机驱动装置，上述洗衣机驱动装置的特征在于，包括:外轴，一端与洗涤槽相连接；内轴，一端与波轮相连接；行星齿轮装置，通过上述外轴和内轴来设置于上述波轮及洗涤槽，用于减小通过内轴传递的转速；第一轴承及第二轴承，分别设置于上述外轴，用于以使上述行星齿轮装置能够双向旋转的方式支撑上述行星齿轮装置；以及洗衣机马达，用于分别对上述外轴和内轴施加旋转力，上述洗衣机马达包括:外转子，与上述外轴相连接；内转子，与上述内轴相连接；以及双定子，具有第一线圈及第二线圈，以使上述外转子和内转子独立旋转的方式驱动上述外转子和内转子，上述波轮的输出转速根据外转子的旋转方向而加速或减速。
[0028]当上述外转子的旋转方向与内转子的旋转方向相同时，波轮的输出转速可发生减速，当上述外转子的旋转方向与内转子的旋转方向相反时，波轮的输出转速可发生加速。
[0029]并且，上述洗衣机驱动装置还可包括控制装置，上述控制装置对第一线圈及第二线圈独立施加第一驱动信号及第二驱动信号，上述控制装置可包括:第一驱动器，用于控制对上述第一线圈施加的第一驱动信号；第二驱动器，用于控制对上述第二线圈施加的第二驱动信号；以及控制单元，用于控制上述第一驱动器及第二驱动器，上述控制装置可检测上述行星齿轮装置的齿圈的转速来控制波轮的转速。
[0030]在此情况下，上述内轴可包括:第一内轴，与上述内转子相连接；以及第二内轴，与波轮相连接，上述外轴可包括:第一外轴，与上述外转子相连接；以及第二外轴，与上述洗涤槽相连接。
[0031]上述行星齿轮装置可包括:齿圈，用于连接第一外轴和第二外轴之间；太阳齿轮，与上述第一内轴相连接；行星齿轮，与上述太阳齿轮的外部面及齿圈的内部面进行齿轮啮合；以及行星齿轮架，以使上述行星齿轮能够旋转的方式支撑上述行星齿轮，上述行星齿轮架与第二内轴相连接。
[0032]并且，可在洗涤行程或漂洗行程中，当向相反方向驱动上述波轮和洗涤槽时，优先起动波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个并驱动上述波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个使其向单方向旋转之后，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩小的一个向相同方向旋转，接着，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个反转，以此实现波轮和洗涤槽的相反方向驱动。
[0033]进而，可在洗涤行程或漂洗行程中，当向相同方向驱动上述波轮和洗涤槽时，优先起动波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个并驱动上述波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个使其向单方向旋转之后，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩小的一个向相同方向旋转。
[0034]根据本发明的第二特征，本发明提供洗衣机驱动装置，上述洗衣机驱动装置的特征在于，包括:外轴，一端与洗涤槽相连接；内轴，一端与波轮相连接；行星齿轮装置，通过上述外轴和内轴来设置于上述波轮及洗涤槽，用于减小通过内轴传递的转速；第一轴承及第二轴承，分别设置于上述外轴，用于以使上述行星齿轮装置能够双向旋转的方式支撑上述行星齿轮装置；以及洗衣机马达，用于分别对上述外轴和内轴施加旋转力，上述洗衣机马达包括:内转子，与上述外轴相连接；外转子，与上述内轴相连接；以及双定子，用于以使上述外转子和内转子独立旋转的方式驱动上述外转子和内转子，上述波轮的输出转速根据内转子的旋转方向而加速或减速。
[0035]上述洗衣机驱动装置可在洗涤行程或漂洗行程中，当向相同方向驱动上述波轮和洗涤槽时，优先起动波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个并驱动上述波轮和洗涤槽中的起动扭矩大的一个使其向单方向旋转之后，使波轮和洗涤槽中的起动扭矩小的一个向相同方向旋转。
[0036]根据本发明的第三特征，本发明提供洗衣机，上述洗衣机的特征在于，包括:洗涤槽，借助外轴连接；波