Brevet FR2652923A1 — publié le 19910412

La présente invention est relative à un programmateur pour appareil électro-domestique, et elle concerne plus particulièrement un programmateur pour lave-vaisselle. On sait qu'un lave-vaisselle fonctionne de façon entièrement automatique, après que l'utilisateur a sélectionné manuellement un programme de lavage à l'aide de touches ou de boutons rotatifs. Le fonctionnement automatique du lave-vaisselle s'effectue sous la commande d'un programmateur. Il existe actuellement trois types de programmateurs électro-mécanique, électronique à microprocesseur, et hybride. Un programmateur de type électro-mécanique comporte un moteur électrique synchrone, aussi appelé micro-moteur, qui entraîne en rotation des cames agissant sur I1 état d'interrupteurs électriques qui sont utilisés pour commander les fonctionnements des divers organes du lave-vaisselle, ou autre appareil. Les temps imposés par un programmateur électro-mécanique sont déterminés par la vitesse de rotation du micro-moteur d'entraînement des cames, et par la configuration de ces cames. Les temps disponibles pour exécuter un pas de programme sont donc limités. De plus, le micro-moteur étant alimenté pendant la plus grande partie du temps, celui-ci est générateur de bruits et de parasites électriques. Par ailleurs, si le lave-vaisselle nécessite un nombre important d'interrupteurs, un tel programmateur électro-mécanique devient vite complexe et encombrant. Un programmateur de type électronique, à micro-processeur, ne présente pas les inconvénients précédents. La durée de chaque pas peut être choisie à une valeur quelconque et le micro-moteur, étant alimenté seulement lors des passages de pas n'est plus générateur de bruits et de parasites électriques pendant l'exécution d'un pas. Toutefois, un programmateur électronique à micro-processeur est onéreux car il nécessite - de nombreux relais, remplaçant les interrupteurs du programmateur électro-mécanique, - une mémorisation de l'état d'avancement du programme en cas d'interruption de l'alimentation en courant électrique du lave-vaisselle ou autre appareil, - un moyen permettant l'acquisition du choix du programme, et - un moyen permettant l'affichage de l'avancement du programme. Un programmateur de type hybride est l'association d'un programmateur électro-mécanique et d'un sous-ensemble électronique à micro-processeur qui gère la durée de chaque opération. La partie électro-mécanique assure ici, par l'intermédiaire de cames rotatives agissant sur des interrupteurs, la commande des différents organes du lave-vaisselle, la sélection des programmes, la visualisation de l'avancement du programme et la mémorisation en cas de coupure de l'alimentation par le secteur. La partie électronique à micro-processeur assure, quant à elle, le contrôle des temps et de l'avancement du bloc-cames, en commandant le micro-moteur de la partie électro-mécanique. Toutefois, un tel programmateur hybride présente encore des inconvénients - Il est composé de deux sous-ensembles distincts, à savoir la partie électro-mécanique et la partie électronique, qui doivent être connectés l'un à l'autre. - L'encombrement de la partie électro-mécanique reste important, dans le cas où le lave-vaisselle nécessite un nombre important d'interrupteurs. - On doit prévoir un boîtier, ou un autre support, pour la fixation du circuit électronique. - Ce programmateur possède un manque de flexibilité car, pour chaque application, il est nécessaire de modifier le programme interne du micro-processeur. L'invention vise à fournir un programmateur pour appareil électro-domestique, notamment pour lave-vaisselle, qui présente les avantages des différents types connus de programmateurs sans comporter leurs inconvénients. A cet effet, un programmateur selon la présente invention comprend, d'une part, une partie électronique intégrée à l'intérieur du programmateur et prévue pour l'asservissement des pas de programme à des paramètres tels que temps, niveau d'eau ou température de l'eau, et d'autre part, une partie électro-mécanique avec un moteur électrique entraînant en rotation autour d'un axe un ensemble de cames rotatives incluant des cames agissant sur l'état d'interrupteurs de puissance associés à des fonctions de l'appareil électro-domestique, et au moins une came agissant sur l'état d'un interrupteur servant au contrôle de pas et relié à une entrée de la partie électronique, l'axe entraîné à partir du moteur électrique actionnant aussi l'une ou l'autre des parties coopérantes d'un premier dispositif composé de pistes conductrices et d'éléments conducteurs frottants pour former des interrupteurs de basse puissance prévus pour la commande d'autres fonctions de l'appareil électro-domestique, et ledit axe actionnant enfin l'une ou l'autre des parties coopérantes d'un deuxième dispositif composé de pistes conductrices et d'éléments conducteurs frottants pour former un système de codage binaire de la fonction à réaliser sur un pas de programme, ce système de codage étant relié à des entrées de la partie électronique, tandis que cette dernière possède au moins une sortie pour la commande de l'alimentation du moteur électrique. Les pistes conductrices, prévues pour coopérer avec les éléments conducteurs frottants, sont avantageusement constituées par des circuits imprimés ou similaires. On peut ainsi prévoir : - au moins un circuit imprimé ou similaire monté tournant avec l'axe entraîné à partir du moteur électrique, et comportant des pistes conductrices en arcs de cercle coopérant avec des éléments conducteurs frottants montés fixes, et/ou - au moins un circuit imprimé ou similaire monté fixe et coopérant avec des éléments conducteurs frottants montés sur un support tournant avec l'axe entraîné à partir du moteur électrique. Dans toutes les configurations, la partie électro-mécanique du programmateur objet de l'invention commande des interrupteurs de puissance, et aussi des interrupteurs de basse puissance, tout en permettant un contrôle de la bonne position angulaire de l'ensemble de cames par l'interrupteur spécifique de contrôle de pas, et simultanément cette partie électro-mécanique envoie à la partie électronique des informations codées indiquant les contrôles à effectuer sur un pas de programme déterminé. L'encombrement d'un tel programmateur est réduit grâce, notamment, à la réalisation des interrupteurs de basse puissance, contrôlant par exemple des éléments du lave-vaisselle tels qu'électrovannes ou voyants, par un dispositif à éléments frottants et circuit imprimé de faible épaisseur totale, en comparaison avec celle d'un ensemble de cames étagées selon les réalisations classiques. Le caractère compact du programmateur est encore renforcé en prévoyant que la partie électronique est montée directement sur un circuit imprimé ou similaire, appartenant ou associé à l'un des dispositifs précités à éléments conducteurs frottants. De plus, la partie électronique étant intégrée ainsi à l'intérieur du programmateur, le câblage est fortement simplifié, toutes les connexions entre la partie électro-mécanique et la partie électronique étant réalisées à l'intérieur du programmateur. Par ailleurs, l'utilisation de dispositifs à éléments frottants procure un confort de sélection manuelle accru, pour choisir un programme par le bouton du programmateur lié à l'axe qui porte les cames. En effet, le couple résistant des éléments frottants est inférieur (pour un nombre d'interrupteurs équivalent) à celui engendré par des interrupteurs tous commandés par des cames. Avantageusement, la partie électronique comprend un dispositif tel que micro-processeur ou circuit intégré spécifique à base de portes logiques, qui de préférence ne contient lui-même en mémoire aucun programme interne de fonctionnement de l'appareil électro-domestique, ce programme étant donné par les caractéristiques du deuxième dispositif à pistes conductrices et éléments conducteurs frottants. Ainsi, la partie électronique peut être commune à toutes les applications visées par le programmateur, et les actions particulières à effectuer sont transmises sous forme codée à cette partie électronique à partir du dispositif à éléments frottants et circuit imprimé, qui peut être adapté facilement et économiquement à chaque application, notamment en prévoyant une gamme de circuits imprimés montés au choix dans le même programmateur. La partie électronique du programmateur comporte avantageusement des entrées reliées à des détecteurs de niveau d'eau et de température de l'eau, pour l'asservissement des pas de programme à ces paramètres. En outre, des contacts commandés par des touches ou boutons d'option sont reliés à des entrées de la partie électronique, pour indiquer à cette partie électronique qu'un pas de programme ne doit pas être exécuté et doit être "sauté" en avance rapide. Pour commander le passage d'un pas à un autre, la partie électronique possède une sortie reliée à un premier interrupteur commandé, tel que triac, monté en série avec le moteur électrique d'entraînement en rotation de l'ensemble de cames et des parties tournantes des dispositifs à pistes conductrices et éléments conducteurs frottants. Selon une disposition complémentaire, le programmateur comprend encore, relié à une entrée de sa partie électronique, un contact commandé par une touche ou un bouton d'avance rapide accessible de l'extérieur, prévu pour provoquer la rotation de l'ensemble de cames jusqu'à une position angulaire désirée. De préférence, la partie électronique possède une autre sortie reliéeàun second interrupteur commandé, tel que triac, monté en série avec des éléments électriques de l'appareil électro-domestique de façon à mettre ces éléments hors tension à chaque fois que le moteur électrique, et avec lui l'ensemble des cames, sont en rotation, ceci notamment lors d'une avance rapide contrôlée par la partie électronique ou commandée manuellement. Par ailleurs, la structure du programmateur selon l'invention permet une adaptation aisée de celui-ci à l'exécution de tests de ce programmateur et de l'appareil électro-domestique qui en est équipé. A cet effet, la partie électronique du programmateur peut inclure un programme de test de ce programmateur, prévu pour analyser le codage binaire des pas de programme, en le transmettant à un élément extérieur par l'intermédiaire du second interrupteur commandé, tel que triac, précédemment mentionné. Enfin, pour la réalisation simple d'un programme spécifique de test de l'appareil électro-domestique, on prévoit une sélection de pas de programme en nombre limité sur lesquels s'effectuera le contrôle, les pas sélectionnés étant identifiés par le système de codage binaire formé à l'aide du deuxième dispositif composé de pistes conductrices et d'éléments conducteurs frottants. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce programmateur pour appareil électro-domestique Figure 1 est un schéma de principe d'un programmateur conforme à la présente invention Figure 2 est un schéma électrique partiel d'un tel programmateur Figure 3 est un diagramme illustrant un exemple de codage binaire de pas de programme. Le programmateur "hybride", représenté à la figure 1 en ce qui concerne notamment sa partie électro-mécanique, comprend un micro-moteur électrique 1 prévu pour l'entraînement en rotation, autour d'un axe 2, d'un ensemble de cames rotatives dit "bloc-cames" 3, l'axe 2 portant aussi un bouton ou indicateur extérieur 4. La plupart des cames rotatives 5 du bloc-cames 3 agissent sur l'état d'un certain nombre N d'interrupteurs de puissance 6. Au moins une came rotative particulière 7 du bloc-cames 3 agit sur l'état d'un interrupteur spécifique 8 appelé interrupteur de "contrôle de pas". L'axe 2 entraîné à partir du micro-moteur 1 porte encore un circuit électrique de codage tournant 9, tel qu'un circuit imprimé comportant des pistes conductrices en arcs de cercle, coopérant électriquement avec des balais frottants fixes 10 appelés "balais de codage de pas". Ces balais fixes 10 sont portés par un circuit imprimé principal 11, qui est prolongé sur le côté du bloc-cames 3 et qui supporte des composants électroniques, implantés dans une zone indiquée en 12, le circuit principal 11 comportant par ailleurs une liaison électrique 13 avec le micro-moteur 1. L'axe 2 entraîné en rotation à partir du micro-moteur 1 porte enfin un ensemble de balais frottants 14, montés sur un support 15 en forme de disque, qui sont aussi appelés "balais de commande" et qui coopèrent avec des pistes conductrices appartenant à un circuit électrique fixe 16, tel qu'un circuit imprimé, pour constituer des interrupteurs "basse puissance". La figure 1 montre que l'ensemble possède une disposition compacte, et elle permet de comprendre aisément que toutes les connexions entre la partie électro-mécanique et la partie électronique sont réalisées à l'intérieur du programmateur. De plus, toutes les sorties peuvent être regroupées du même côté de ce programmateur. Les sorties de puissance, en relation avec les interrupteurs de puissance 6 et destinées par exemple à l'alimentation d'une résistance chauffante, d'une pompe de vidange, d'une pompe de cyclage, etc, peuvant être réalisées sous la forme de languettes de connexion plates, tandis que d'autres connecteurs sont directement fixés sur un bord du circuit de commande 16 pour les sorties "basse puissance", destinées à alimenter par exemple des électrovannes et des voyants. La figure 2 montre partiellement le schéma électrique du programmateur, qui comprend notamment un circuit intégré spécifique 17 à base de portes logiques (circuit dit "A.S.I.C." abréviation de "Application Specific Integrated Circuit"), alimenté à partir de conducteurs de phase 18 et neutre 19, par l'intermédiaire d'un bloc d'alimentation 20. Sur cette figure apparaissent de nouveau le circuit imprimé tournant 9 de "codage de pas" et les balais de codage de pas 10, qui coopèrent avec ce circuit imprimé 9 et sont reliés à des entrées du circuit intégré 17. Chaque pas du programme, et plus exactement la fonction qui doit être exécutée sur ce pas, est codé par les caractéristiques du circuit imprimé 9, et les informations ainsi codées sont transmises au circuit intégré 17 par l'intermédiaire des balais de codage de pas 10. Un système de codage approprié permet, par ailleurs, d'asservir le pas à des paramètres tels que temps ou niveau d'eau ou température de l'eau, tout en tenant compte de touches d'option. Le circuit intégré 17 possède à cet effet des entrées supplémentaires pouvant être reliées à des contacts de pressostat 21, à des contacts de thermostat 22 et à des interrupteurs 23 commandés par des boutons d'option, avec par exemple trois entrées de niveau d'eau et trois entrées de température d'eau. D'autres contacts 24 commandés par des boutons d'option sont intercalés entre certains balais de codage de pas 10 et une entrée pour "avance rapide" 25 du circuit intégré 17. Ces boutons d'option peuvent en effet, en fonction du code lu par les balais de codage de pas 10, indiquer au circuit intégré 17 que le pas ne doit pas être exécuté et qu'il faut le "sauter" par une avance rapide. Des résistances, non décrites dans le détail, assurent la protection des entrées du circuit 17. Le micro-moteur 1 de la partie électro-mécanique, indiqué à droite sur la figure 2, est monté en série avec un interrupteur commandé tel qu'un triac 26, lui-même rendu conducteur ou non par une sortie 27 du circuit intégré 17.Le temps pendant lequel le micro-moteur 1 est alimenté au moyen du triac 26 dépend, d'une part, de l'état de l'interrupteur de contrôle de pas 8, lui aussi relié à une entrée du circuit intégré 17, qui permet de fournir à ce circuit 17 une information indiquant que le bloc-cames est parvenu dans une position angulaire voulue. Le temps d'alimentation du micro-moteur 1 peut, d'autre part, dépendre de la fermeture d'un contact 28 commandé par une touche "avance rapide", accessible à l'utilisateur ; cette touche permet de modifier la position angulaire du bloc-cames 3 pour avancer dans le programme jusqu'à une étape désirée, notamment dans le cas d'un programmateur dont l'axe 2 portant le bloc-cames n'est pas accessible de l'extérieur (par exemple si l'organe 4 est un simple indicateur et non pas un bouton). Le circuit intégré 17 possède une autre sortie 29 reliée à un second interrupteur commandé tel que triac 30, de façon à mettre hors tension des éléments électriques du lave-vaisselle, par exemple des électrovannes 31, des électro-aimants 32 et une pompe de vidange 33, lors des changements de pas de programme, c'est-à-dire à chaque fois que le bloc-cames 3 est mis en rotation. Ces changements de pas peuvent en effet intervenir, à la fin de l'exécution d'une fonction, lors d'une avance rapide contrôlée par le circuit intégré 17 ou lors d'une intervention manuelle sur l'axe 2 du programmateur ; ils sont détectés à l'aide de l'interrupteur de contrôle de pas 8. Enfin, le programmateur est pourvu de moyens de test, pour le contrôle du programmateur lui-même et aussi du lave-vaisselle équipé de ce programmateur, au moins un contact 34 étant prévu pour l'accès à un programme de test. Le programme de test du programmateur consiste à décoder chaque pas de programme et à le transmettre à un élément extérieur, tel qu'une résistance de charge, par l'intermédiaire du second interrupteur commandé 30. La transmission et la "lecture" du pas codé sont aisées avec un codage binaire, tel qu'illustré à la figure 3, dans lequel: le signal de départ est donné par la moitié d'une alternance positive ou négative, un état logique "1" est codé sous la forme d'une alternance complète, positive ou négative, et un état logique "0" est codé sous la forme d'une absence de signal électrique, tout le signal S étant synchronisé sur la fréquence du secteur. Dans l'exemple illustré par la figure 3, le code binaire de pas se compose de dix bits, avec: trois premiers bits affectés aux boutons d'option, six autres bits correspondant au niveau d'eau, à la température de l'eau ou au temps##, ou à l'arrêt du programme, et un dernier bit affecté au test de contrôle du lave-vaisselle décrit ci-après. Le programme de test du lave-vaisselle consiste à exécuter des pas, sélectionnés par le fabricant du lave-vaisselle parmi tous les pas (par exemple au nombre de 60) du programme principal. Les pas choisis pour ce programme de test sont par exemple caractérisés par un état "1" sur le dernier bit (voir l'exemple de code indiqué précédemment). Ainsi, le programme de test est défini par les pistes conductrices du circuit de codage 9, et lors de l'exécution de ce programme de test, seuls les pas désignés par l'état "1" du dernier bit sont exécutés, tandis que tous les autres pas sont "sautés" grâce au système d'avance rapide décrit plus haut. Avantageusement, le programmateur s'arrête, à la fin des programmes de test, toujours sur le même pas dit d'arrêt principal. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce programmateur pour appareil électro-domestique qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe.Ainsi, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en recourant à tous équivalents, et notamment - en remplaçant le circuit de codage tournant 9 et les balais frottants fixes 10 de codage de pas par un ensemble comprenant des balais entraînés en rotation à partir du micro-moteur 1 et coopérant avec des pistes conductrices d'un circuit fixe - inversement, en remplaçant les balais de commande tournants 14 et le circuit fixe 16 par un ensemble comprenant des balais fixes qui coopèrent avec des pistes conductrices appartenant à un circuit tournant, entraîné à partir du micro-moteur - en utilisant, à la place des circuits imprimés 9 et 16, des circuits électriques avec des pistes conductrices réalisées selon d'autres techniques, par exemple par sérigraphie - en remplaçant le circuit intégré spécifique 17 par toute autre réalisation de circuit ou de dispositif électronique, tel que micro-processeur, remplissant le même rôle - en destinant le programmateur à des appareils électro-domestiques autres qu'un lave-vaisselle, par exemple à une machine à laver le linge. REVENDICATIONS 1. Programmateur pour appareil électro-domestique, notamment pour lave-vaisselle, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, une partie électronique(17) intégrée à l'intérieur du programmateur et prévue pour l'asservissement des pas de programme à des paramètres tels que temps, niveau d'eau ou température de l'eau, et d'autre part, une partie électro-mécanique avec un moteur électrique (1) entraînant en rotation autour d'un axe (2) un ensemble de cames rotatives (3), incluant des cames (5) agissant sur l'état d'interrupteurs de puissance (6) associés à des fonctions de l'appareil électro-domestique, et au moins une came (7) agissant sur l'état d'un interrupteur (8) servant au contrôle de pas et relié à une entrée de la partie électronique (17), l'axe (2) entraîné à partir du moteur électrique (1) actionnant aussi l'une ou l'autre des parties coopérantes d'un premier dispositif composé de pistes conductrices (16) et d'éléments conducteurs frottants (14) pour former des interrupteurs de basse puissance prévus pour la commande d'autres fonctions de l'appareil électro-domestique, et ledit axe (2) actionnant enfin l'une ou l'autre des parties coopérantes d'un deuxième dispositif composé de pistes conductrices (9) et d'éléments conducteurs frottants (10) pour former un système de codage binaire de la fonction à réaliser sur un pas de programme, ce système de codage étant relié à des entrées de la partie électronique (17), tandis que cette dernière possède au moins une sortie (27) pour la commande de l'alimentation du moteur électrique (1). 2. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistes conductrices, prévues pour coopérer avec les éléments conducteurs frottants (10,14), sont constituées sur des circuits imprimés (9,16) ou similaires. 3. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit imprimé (9) ou similaire monté tournant avec l'axe (2) entraîné à partir du moteur électrique (1), et comportant des pistes conductrices en arcs de cercle coopérant avec des éléments conducteurs frottants (10) montés fixes. 4. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit imprimé (16) ou similaire monté fixe et coopérant avec des éléments conducteurs frottants (14) montés sur un support (15) tournant avec l'axe (2) entraîné à partir du moteur électrique (I). 5. Programmateur pour appareil électro-domestique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie électronique (17) est montée directement sur un circuit imprimé (15) ou similaire, appartenant ou associé à l'un des dispositifs précités à éléments conducteurs frottants (14). 6. Programmateur pour appareil électro-domestique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie électronique comprend un dispositif tel que micro-processeur ou circuit intégré spécifique à base de portes logiques (17), qui de préférence ne contient lui-même en mémoire aucun programme interne de fonctionnement de l'appareil électro-domestique, ce programme étant donné par les caractéristiques du deuxième dispositif à pistes conductrices (9) et éléments conducteurs frottants (10). 7. Programmateur pour appareil électro-domestique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sa partie électronique (17) comporte des entrées reliées à des détecteurs de niveau d'eau (21) et de température de l'eau (22), pour l'asservissement des pas de programme à ces paramètres. 8. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 7, caractérisé en ce que sont prévus, en outre, des contacts (23,24) commandés par des touches ou boutons d'option, reliés à des entrées de la partie électronique (17) et prévus pour indiquer à cette partie électronique qu'un pas de programme ne doit pas être exécuté et doit être "sauté" en avance rapide. 9. Programmateur pour appareil électro-domestique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie électronique (17) possède une sortie (27) reliée à un premier interrupteur commandé, tel que triac (26), monté en série avec le moteur électrique (1) d'entraînement en rotation de l'ensemble de cames (3) et des parties tournantes des dispositifs à pistes conductrices et éléments conducteurs frottants (9,10,14,15,16). 10. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend encore, relié à une entrée de la partie électronique (17), un contact (28) commandé par une touche ou un bouton d'avance rapide accessible de l'extérieur, prévu pour provoquer la rotation de l'ensemble de cames (3) jusqu'à une position angulaire désirée. 11. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la partie électronique (17) possède une autre sortie (29) reliée à un second interrupteur commandé, tel que triac (30), monté en série avec des éléments électriques (31,32,33) de l'appareil électro-domestique de façon à mettre ces éléments hors tension à chaque fois que le moteur électrique (1), et avec lui l'ensemble de cames (3), sont en rotation. 12. Programmateur pour appareil électro-domestique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie électronique (17) inclut un programme de test de ce programmateur, prévu pour analyser le codage binaire des pas de programme, en le transmettant à un élément extérieur par l'intermédiaire du second interrupteur commandé, tel que triac (30). 13. Programmateur pour appareil électro-domestique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est prévu aussi pour la réalisation d'un programme spécifique de test de l'appareil électro-domestique équipé de ce programmateur, avec sélection de pas de programme, les pas sélectionnés étant identifiés par le système de codage binaire formé à l'aide du deuxième dispositif composé de pistes conductrices (9) et d'éléments conducteurs frottants (10).