Brevet FR2601470A1 — publié le 19880115

DISPOSITIF DE COMMANDE DE LAVE-LINGE A MICROPROCESSEUR ET COMPOSANT ELECTROMECANIQUE L'invention est relative à un lave-linge à fonctionnement automatique sous la commande d'un programmateur. Un lave-linge comporte habituellement un tambour perforé dans lequel est disposé le linge à laver et qui tourne autour d'un axe horizontal dans une cuve destinée à contenir l'eau de lavage ou de rinçage. A l'heure actuelle pratiquement tous les lave-linge d'usage domestique sont à fonctionnement automatique, l'utilisateur ayant seulement à composer un programme - à l'aide de touches, boutons rotatifs ou analogues sur le tableau de commande de la machine - et à commander le démarrage de l'exécution du programme ainsi composé. Une opération de lavage exécutée par le lave-linge sous la commande d'un programmateur comprend plusieurs phases: la première est une phase de prélavage, la seconde est une phase de lavage à laquelle succède habituellement un refroidissement; puis on procède à plusieurs (par exemple quatre) opérations de rinçage, 15 et la dernière phase est l'essorage du linge. Bien entendu certaines de ces opérations peuvent, au gré de l'utilisateur, être supprimées par exemple le prélavage ou l'essorage. Il existe deux types principaux de programmateurs, l'un de nature essentiellement électronique, en général à microprocesseur, 20 et l'autre de nature essentiellement électromécanique à moteur synchrone entraînant une ou plusieurs cames agissant sur l'état d'interrupteurs qui commandent divers organes du lave-linge tels que l'électrovanne d'alimentation en eau, la pompe de vidange ou le moteur d'entraînement du tambour. L'inconvénient d'un programmateur de type essentiellement électromécanique est sa complexité et son prix. L'inconvénient d'un programmateur de type surtout électronique est qu'il n'est pas 2 6 0 1 4 7 possible, pour un faible coût, de maintenir en mémoire l'état d'avancement du programme de lavage en cas d'interruption de l'alimentation en courant électrique de la machine; en outre avec un tel programmateur du type électronique les moyens permettant l'acquisition et l'affichage du programme choisi ainsi que les relais de commande des éléments de puissance (telle que la résistance chauffante) sont d'un prix relativement élevé. L'invention se rapporte à un programmateur ou dispositif de commande de lave-linge qui présente les avantages des programmateurs connus sans leurs inconvénients. Le dispositif de commande du fonctionnement d'un lave-linge selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un microprocesseur et un composant électromécanique comportant un moteur électrique entraînant une ou plusieurs cames agissant sur l'état d'interrupteurs, des signaux représentant ces états, et donc l'avan15 cement du programme de lavage, étant appliques à une entrée 15 commune du microprocesseur de commande du programme de la- vage. Ainsi la câblage est beaucoup plus simple qu'avec un programmateur du type uniquement électromécanique car au moins certains des interrupteurs ne sont utilisés que pour représenter l'avancement 20 du programme de lavage. La connexion à une entrée commune du microprocesseur simplifie également le câblage. De plus on bénéficie de l'avantage des programmateurs électromécaniques: l'état d'avancement du programme est gardé en mémoire en cas d'inter25 ruption de l'alimentation en énergie électrique. En outre on peut profiter de ce programmateur électromécanique pour composer et afficher le programme: ce dernier est choisi par un positionnement angulaire d'une came et, de même, l'avancement des programmes et leur état peut être visualisé par la 30 rotation et la position de cette came. Dans une réalisation chaque interrupteur du composant électromécanique relié à l'entreé commune du microprocesseur est en série avec une résistance dont une borne est connectée à une source 260 1 470 de potentiel déterminé, l'autre borne étant reliée à l'entrée commune du microprocesseur. Les valeurs des résistances sont telles que les potentiels de la borne reliée à l'entrée commune du microprocesseur aient des valeurs distinctes pour les divers états possibles des interrupteurs du composant électromécanique. Le signal représentant les états des interrupteurs du compo5 sant électromécanique est, de préférence, appliqué à l'entrée commune du microprocesseur par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé tel qu'un transistor dont le temps de conduction, à chaque période d'un signal alternatif, dépend de la valeur de la (ou des) résistance (s) en série avec l'interrupteur (ou les interrupteurs) 10 fermé (s) du composant électromécanique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure I est un schéma d'un dispositif de commande de lavelinge selon l'invention, et - les figures 2aet 2b sont des diagrammes illustrant en partie le fonctionnement du dispositif de la figure 1. L'exemple se rapporte à un lave-linge d'usage ménager du type 20 à tambour perforé tournant autour d'un axe horizontal dans une cuve contenant l'eau de lavage ou de rinçage. Avant la mise en marche de la machine, les diverses pièces de linge sont introduites dans le tambour. La mise en marche s'effectue après sélection d'un programme pour lequel l'utilisateur affiche un 25 certain nombre de données liées au linge telles que le type de linge, la température désirée de lavage, la vitesse de rotation du tambour pour l'essorage, la quantité de linge introduit et le degré de salissure. En plus de la température de lavage et de la vitesse de rotation du tambour lors de l'essorage ainsi que des données explicitement affichées par l'utilisateur (prélavage ou non, suppression ou maintien de l'essorage, etc...), les paramètres de fonctionnement du 260 1 470 lave-linge qui dépendent de la composition du programme sont, notamment, le volume d'eau, le temps de chaque opération, l'énergie de brassage, le nombre de rinçages et la quantité de produit lessiviel. Pour la commande automatique du lave-linge on prévoit un 5 programmateur représenté schématiquement sur la figure 1. Ce programmateur comporte un composant électromécanique avec un micromoteur 10, par exemple de type synchrone, alimenté par le réseau alternatif par l'intermédiaire soit d'un triac 11, dont la conduction est commandée par un microprocesseur 12, soit d'un 10 interrupteur 25 du composant électromécanique comme on le verra plus loin. Le moteur 10 entraîne une ou plusieurs cames (non représentées). La position angulaire de la came détermine l'état - ouvert ou fermé d'interrupteurs 131, 132 et 133 qui, contrairement aux 15 programmateurs électromécaniques classiques, ne commandent pas directement le fonctionnement du moteur électrique d'entraînement du tambour. Ces interrupteurs 131, 132 et 133 ont pour rôle de fournir à l'entrée du microprocesseur 12 une information sur l'avancement du programme de lavage, ce qui détermine la phase du programme à exécuter, en particulier pour la rotation du moteur 20 d'entrainement du tambour et le temps de cette phase. C'est le microprocesseur 12 qui commande, par l'intermédiaire de circuits interfaces (non représentés), l'alimentation du moteur d'entrainement du tambour et son sens de marche. En outre, ce micro25 processeur 12 contrôle, grâce au triac 11, la rotation du micromoteur 10 et donc l'avancement du programme. Certains des interrupteurs du programmateur électromécanique commandent, de façon classique, directement d'autres organes du lave-linge tels que la résistance de chauffage de l'eau, la 30 pompe de vidange et les électrovannes. Outre la sortie 121 reliée à la gâchette du triac 11, le microprocesseur présente une sortie 122 de commande du moteur d'entraînement du tambour, une entrée 123 provenant d'un capteur 260 1 470 de température de l'eau de lavage ou de prélavage, une entrée 124 recevant un signal représentatif du niveau de l'eau dans la cuve, une entrée 125 sur laquelle est appliquée un signal représentant la vitesse d'essorage désirée, et une entrée 126 dont la fonction sera décrite plus loin. Par contre le microprocesseur 12 présente une seule entrée 14.5 sur laquelle sont appliqués les signaux représentant les états des interrupteurs 131, 132 et 133. Une première borne de chacun des interrupteurs 131, 132, et 133 est reliée à une borne 16 du réseau d'alimentation en courant 10 alternatif. Les secondes bornes des interrupteurs 131t 132 et 133 sont reliées à un point commun 16' par l'intermédiaire de résistances respectivement 171, 172, 173, toutes de valeurs distinctes. Le point commun 16' aux résistances 171, 172, et 173 est relié à la base d'un transistor 20, de type NPN dans l'exemple, par 15 l'intermédiaire d'une résistance 19. Cette borne 16' est également connectée à la masse par lintermédiaire d'une autre résistance 21. Le collecteur du transistor 20 est relié à l'entrée 14 du microprocesseur 12 et il reçoit également une tension continue de référence appliquée sur une borne 22 par l'intermédiaire d'une résistance 23. Enfin l'émetteur du transistor 20 est relié à la masse. 20 Quand tous les interrupteurs 131, 132, et 133 sont ouverts, la base du transistor 20 est en l'air et celuici reste bloqué. Dans ces conditions l'entrée 14 du microprocesseur 12 ne reçoit aucun signal. Quand un (ou plusieurs) interrupteur(s) 13 est fermé, sur la 25 base du transistor 20 est appliqué un potentiel alternatif proportionnel à la tension du secteur et dont l'amplitude dépend de la valeur de la résistance (ou des résistances) en série avec l'interrupteur (ou les interrupeurs) fermé(s). A chaque alternance de la tension alternative du secteur le 30 transistor 20 est conducteur pendant un temps qui est fonction de l'amplitude du signal alternatif appliqué sur sa base. En effet (figure 2a) le transistor 20 est conducteur lorsque sa tension base-émetteur dépasse un seuil de conduction VBE et le temps de conduction au 260 1 470 cours de chaque alternance est d'autant plus important que l'amplitude du signal alternatif est plus importante. Cette propriété est illustrée sur les diagrammes des figures 2 et 2b. Sur ces diagrama b' Sur ces diagrammes le temps t a été porté en abscisses et la tension V en ordonnées. Le diagramme de la figure 2a représente la variation de la tension baseémetteur du transistor 20 pour deux amplitudes différentes, la courbe en trait plein 30 correspondant à une amplitude plus importante que pour la courbe 31 en traits interrompus. Le diagramme de la figure 2b représente la variation du potentiel du collecteur du transistor 20 en fonction du temps t. Le potentiel du 0 collecteur est nul quand le transistor 20 est conducteur. On voit que 10 le temps t1 de conduction du transistor 20 lors de l'application du signal 30 est plus important que le temps de conduction t2 quand le signal 31 est appliqué sur la base du transistor 20. Le microprocesseur 12 est programmé pour transformer, à 1 chaque alternance, la durée t1 ou t2 en un nombre binaire. Ce nombre représente l'état des interrupteurs 131, 132, et 133. En variante le signal sur l'entrée 14 du microprocesseur 12 n'est pas déterminé par le temps t1 ou t2 mais par le temps t'1 ou t'2 séparant le début de l'alternance du début de la conduction du transistor 20 ou autre interrupteur commandé. 20 L'état des interrupteurs 13 dépend de la position de la came ou des cames entraînée (s) par le moteur 10 et donc de l'avancement du programme de lavage. Ainsi la valeur du signal appliqué sur l'entrée 14 représente l'avancement du programme de lavage. En fonction de la valeur de ce signal, le microprocesseur commande le moteur 25 d'entrainement du tambour, en agissant sur la conduction d'un triac (non montré) en série avec ce moteur. En outre le microprocesseur détermine aussi le temps d'exécution de chaque opération du programme de lavage. C'est pourquoi il commande, par sa sortie 121, l'alimentation du moteur 10 du composant électromécanique. Ce 30 moteur 10 permet le passage d'une étape à une autre du programme de lavage. On pourrait envisager que le microprocesseur 12 commande le 260 1 470 passage d'u'i pas du programme à un autre en rendant le triac 11 conducteur pendant un temps déterminé; mais une telle commande ne peut en général fonctionner correctement car le temps de passage d'un pas à un autre n'est pas constant en raison des dispersions inhérentes à la fabrication en grande série; on a aussi constaté que, pour un même composant électromécanique, le temps de passage d'un pas à un autre peut varier. C'est pourquoi, selon une disposition importante de l'invention, le triac 11 est utilisé pour déclencher le passage d'un pas à un autre et ce triac 11 est coupé quand on a constaté que l'opération de passage de pas a débuté. A cet effet, en série avec le moteur 10 est disposé un 10 interrupteur 25 du composant électromécanique, c'est-à-dire un interrupteur dont l'état dépend de la position d'une came entraînée par le micromoteur 10. Le microprocesseur 12 surveille, par l'entrée 126, l'état de conduction de l'interrupteur 25 et dès qu'il a détecté que cet 15 interrupteur est fermé le triac Il est ouvert. Ce triac Il est en parallèle avec l'interrupteur 25. Cet ensemble en parallèle est disposé entre une borne 102 du micromoteur 10 et la seconde borne 26 du réseau d'alimentation. La borne commune 27 au triac 11 et à l'interrupteur 25 qui est opposée à la 20 borne 26 est reliée à l'entrée 126 par l'intermédiaire d'un circuit interface 28. Le microprocesseur 12, le triac 11 et le circuit 28 sont disposés sur une même plaquette de circuit imprimé (non représentée). La configuration représentée sur la figure 1 présente alors 25 l'intérêt qu'il suffit d'un seul fil conducteur 29 pour assurer, d'une part, la connexion du triac 11 au moteur 10 et, d'autre part, la surveillance de l'état de conduction de l'interrupteur 25. En effet le signal transmis sur l'entrée 126 par l'intermédiaire du circuit 28 représente la différence de potentiel entre les bornes 26 et 27 dont la valeur dépend de l'état de conduction de l'interrupteur 25. Lorsque le microprocesseur 12 a déterminé qu'il était nécessaire de passer à l'étape suivante du programme de lavage il rend le 260 1 470 triac Il conducteur. Ainsi le moteur 10 commence à tourner. Pour permettre la surveillance de l'état de conduction de l'interrupteur 25, le triac Il est ouvert périodiquement, par exemple pour une alternance sur dix du signal alternatif du réseau d'alimentation et, pendant ce temps, le microprocesseur utilise la donnée introduite par son entreé 126 pour déterminer si l'interrupteur est ouvert ou fermé. Si l'interrupteur est ouvert la borne 27 est en l'air et le circuit 28 transmet un signal binaire, qui est par exemple "0", sur l'entrée 126 représentant l'état ouvert de l'interrupteur 25. Dans ces conditions, après cette alternance, le triac Il est de nouveau fermé et la lecture s'effectue encore périodiquement de la manière dé10 crite. Quand l'interrupteur 25 est fermé le circuit 28 transmet un signal "1" sur l'entrée 126. Dans ce cas, après détection de ce signal, le triac 1l1 est ouvert. A la fin du passage de pas l'interrupteur 25 s'ouvre, le triac 1 1 restant ouvert. Les valeurs des résistances 171, 172, et 173 en série avec les interrupteurs 131, 132, et 133 sont telles que les temps de conduction du transistor 20 soient distincts pour les diverses combinaisons possibles d'états des interrupteurs. Le dispositif de commande de lave-linge qui vient d'être décrit 20 en relation avec les figures 1 et 2 présente les avantages suivants: - -Il combine les avantages des dispositifs de type purement électronique et de type purement électromécanique, à savoir le maintien en mémoire de l'état d'avancement du programme de 25 lavage (par la partie électromécanique du dispositif) et le grand nombre de possibilités offertes par le microprocesseur 12. Par contre sa partie électromécanique est nettement moins complexe - que celle d'un dispositif de commande purement de ce type; par rapport à un dispositif purement électronique il ne présente pas l'inconvénient de ne pouvoir garder en mémoire l'état d'avancement 30 du programme de lavage en cas d'interruption de l'alimentation en énergie électrique. En outre, le câblage est particulièrement simple, notamment parce que les états des interrupteurs 13 sont représentés par des signaux appliqués sur une entrée unique 14 du microprocesseur 12. Dans une variante le microprocesseur 12 comporte plusieurs entrées 14 à chacune desquelles est associé un circuit analogue à celui comportant le transistor 20 et les interrupteurs 131, 132, 133. 260 1 470 RE\ LNDICATIONS 1. Dispositif de commande du fonctionnement d'un lave-linge, caractérisé en ce qu'il comprend un -microprocesseur (12), et un composant électromécanique comportant un moteur électrique (10) entraînant une ou plusieurs came (s) agissant sur l'état d'interrupteurs (131, 132, 133), des signaux représentant les états de certains (131, 132, 133) de ces interrupteurs, et donc l'avancement du programme de lavage, étant appliqués à uhe entrée commune (14) du microprocesseur (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque interrupteur est en série avec une résistance (171, 172, 173) dont une borne est connectée à une source de potentiel déterminé, l'autre borne étant reliée à- l'entrée commune (14) du microprocesseur, les valeurs de ces résistances (171, 172, 173) étant telles que les potentiels sur la borne commune (16') reliée à l'entrée -commune (14) du microprocesseur aient des valeurs distinctes pour les divers états possibles des interrupteurs (131, 132, 133) du 15 composant électromécanique. 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le signal représentant les états des interrupteurs (131, 132, 133) du composant électromécanique est appliqué à l'entrée commune (14) du microprocesseur (12) par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé (20) dont le temps de conduction, à chaque période d'un signal alternatif, dépend de la valeur d'une (des) résistance (s), (171, 172, 173) en série avec un interrupteur (ou plusieurs interrupteurs) - du composant électromécanique. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce 25 que le potentiel commun appliqué à une borne de chaque résistance (171, 172, 173) en série avec un interrupteur (131, 132, 133) du composant électromécanique est le potentiel du réseau d'alimentation en courant alternatif.