Brevet FR2960678A1 — publié le 20111202

Les dispositifs de contrôle et de commande des appareils électroménagers domestiques sont constitués pour les plus simples d'entre eux par un seul interrupteur Marche-Arrêt positionné entre la prise de connexion à l'alimentation basse tension et l'ensemble des éléments alimentés constituants l'appareil électroménager domestique, cet interrupteur pouvant être intégré à l'appareil lui-même ou positionné au niveau du câble d'alimentation, et pour les plus complexes d'entre eux par une interface matérielle ou logicielle déportée dans une télécommande ou intégrée à l'appareil lui-même et constituée par des actionneurs de toutes natures, des écrans de toutes natures, des voyants de contrôle de toutes natures et des systèmes sonores de toutes natures. On entend par « de toutes natures », tous les procédés existants ou à venir permettant une interaction tactile, visuelle ou sonore avec l'usager. L'introduction ces dernières années de l'électronique dans les appareils électroménagers domestiques a permis l'ajout d'un très grand nombre de nouvelles fonctions de contrôle et de commande. Afin d'utiliser ces fonctions, l'usager est aujourd'hui amené à effectuer un paramétrage de l'appareil électroménager domestique avant de pouvoir bénéficier de son utilisation, paramétrage qui peut s'avérer être répétitif et complexe selon le niveau de compétence technique de l'usager. La complexité d'utilisation des appareils électroménagers domestiques risque d'augmenter dans les années à venir du fait de l'apparition des réseaux de communication et des systèmes informatiques dans l'habitat qui amènent les fabricants d'appareils électroménagers domestiques à introduire de nouvelles fonctions communicantes afin d'améliorer la qualité des services rendus en terme par exemple de maintenance à distance, de maintenance préventive, de gestion des consommables et de respect des contraintes environnementales et énergétiques, cette liste n'étant pas exhaustive. D'un autre coté, l'usager des appareils électroménagers domestiques recherche la fiabilité, la longévité, l'optimisation du rendement énergétique et la simplicité d'utilisation. Le temps passé à l'acquisition des fonctions de l'appareil 2960678 -2- électroménager domestique lors de son achat doit être court, la notice d'utilisation étant rarement lue en entier, voire pas du tout, le mode dit « plug and play » ou « prêt à l'emploi » est le mode le plus recherché par les usagers. L'appareil électroménager domestique est souvent utilisé de façon récurrente dans un seul 5 mode de fonctionnement ; La plupart des fonctions complexes d'utilisation ne sont jamais ou très peu utilisées. L'apparition des réseaux de communication dans l'habitat permet aux appareils électroménagers domestiques communicants d'interagir entre eux afin d'optimiser l'utilisation de l'énergie et de mieux s'adapter aux besoins des 10 usagers : On donnera à titre d'exemple une mise en marche des appareils liée au coût horaire de l'énergie lorsque cette information est disponible au niveau des compteurs intelligents, on donnera à titre d'exemple l'interaction entre un four électrique et le système de chauffage par convecteur électrique afin d'optimiser la puissance consommée dans l'habitat à un instant donné, on donnera à titre 15 d'exemple l'interaction entre le grill pain et le détecteur de fumée pour éviter un déclenchement intempestif de ce dernier lors d'un usage normal du grill pain. Afin de répondre à cette double problématique de gestion énergétique et de simplicité d'utilisation des appareils électroménagers domestiques, cette invention propose un dispositif de contrôle et de commande des appareils électroménagers 20 domestiques. L'invention consiste à simplifier l'interaction entre l'appareil électroménager domestique et l'usager, à déporter le paramétrage avancé de l'appareil électroménager domestique dans un système informatique distant possédant des interfaces hommes machines dédiées, à intégrer la gestion de l'appareil 25 électroménager domestique au sein d'un ou plusieurs réseaux informatiques constitués par des compteurs d'énergie communicants (Smart Meter), des systèmes informatiques et d'autres appareils électroménagers domestiques communicants et à permettre une mise à jour à distance du programme de fonctionnement de l'appareil électroménager domestique communément appelé le 30 « Firmware ». 2960678 -3- L'invention est caractérisée par une interface simplifiée pour l'usager constituée au niveau de l'appareil électroménager domestique (1) par un bouton poussoir rotatif (3), seule interface tactile, sensitive ou équivalente disponible, et par un système de contrôle constitué selon l'appareil électroménager domestique 5 par un voyant, un système sonore ou un écran de visualisation (2) de taille et de caractéristique variables. Le bouton poussoir rotatif et le système de contrôle sont reliés à une électronique embarquée de contrôle et de commande communicante par réseau informatique permettant une optimisation de l'utilisation de l'appareil électroménager domestique à l'aide d'un programme informatique embarquée, 10 optimisation pouvant être, entre autres, énergétique. Tel qu'indiqué précédemment, les appareils électroménagers domestiques existants avant cette invention disposent tous d'éléments de contrôle et de commande de toutes natures, à savoir des écrans de toutes natures, des voyants de contrôle de toutes natures et des systèmes sonores de toutes natures. Les appareils 15 électroménagers domestiques existant avant cette invention et possédant un bouton poussoir rotatif associé à un système de contrôle de type voyant, sonore ou écran de visualisation rentrent dans cette catégorie sans pour autant rentrer dans le cadre de cette invention. Afin que les nouveaux appareils électroménagers domestiques puissent bénéficier de cette invention, il faut que : L'électronique de contrôle 20 embarquée soit communicante à l'aide d'une interface de communication reliée à un réseau informatique ; Il faut qu'un mode préférentiel d'utilisation de l'appareil électroménager domestique préalablement mémorisé soit disponible pour l'usager à l'aide d'une simple pression et/ou rotation sur le bouton poussoir rotatif ; Il faut que l'appareil électroménager domestique soit capable d'adapter son 25 fonctionnement aux contraintes environnementales et énergétiques imposées au préalable par l'usager à l'aide d'un programme informatique embarquée ; Il faut que le paramétrage de l'appareil électroménager domestique puisse s'effectuer à distance à l'aide d'une interface homme machine ; Il faut que l'appareil électroménager domestique ne comporte qu'un seul bouton poussoir rotatif de commande associé à un voyant, ou à un système sonore ou à un écran de visualisation. L'objet de cette invention est de proposer une interface unique et homogène sur différents appareils électroménagers domestiques permettant à l'usager d'accéder rapidement au mode habituel d'utilisation de l'appareil électroménager domestique tout en laissant l'appareil électroménager domestique libre de fonctionner à l'aide d'un programme informatique embarquée selon les contraintes environnementales et énergétiques préalablement paramétrées par l'usager au travers d'une interface homme machine déportée sur un système informatique. De nombreux brevets existent sur l'utilisation de boutons intelligents associés à des appareils électriques et des fonctions intelligentes, mais aucun ne fait référence à l'utilisation d'une interface de commande homogène à l'aide d'un seul bouton poussoir rotatif pour le pilotage des appareils électroménagers domestiques. Le brevet FR2851701 (Al) de WEI JUNG TSUNG concerne un « interrupteur sur fil intelligent, en particulier interrupteur sur fil équipé d'un détecteur sensible à l'approche ou au toucher, et d'un bouton d'ajustement avec un détecteur de sensibilité d'ajustement » Le brevet FR2776696 (Al) d'IMBERT FREDERIC concerne un « système autonome intelligent pour commander l'ouverture d'une porte » Le brevet EP2077696 (A2) de WONG ALFRED SING PING [CN] concerne « une méthode de contrôle du fonctionnement d'un réseau sans fil pour des appareils de cuisine intelligents destinés à la réalisation de recettes autorisant un usager à fournir l `authentification de commandes reçues via le réseau en activant manuellement un bouton tactile monté sur l `appareil ménager permettant ainsi de déclencher la mise en marche grâce à cette commande » Le brevet EP2065912 (A2) de FINNEY DALE [CA] ne fait pas référence aux appareils électroménagers domestiques bien qu'il concerne « un nouveau bouton-poussoir incorporé dans des nouvelles configurations de circuit d'un dispositif électronique intelligent amélioré (IED), pour une utilisation dans des systèmes de commande de sous stations d'alimentation. » 2960678 -5- Le brevet EP1892685 (A2) de CORITON JEAN-YVES [FR] concerne le déclenchement d'un poste d'appel en urgence à l'aide d'un bouton poussoir, le «poste d'appel d'urgence comprend au moins un bouton poussoir, une carte électronique de contrôle et de commande, avec des composants en permanence en 5 éveil et des composants en sommeil destinés à être réveillés par l'un des composants en éveil sous l'actionnement du bouton poussoir, et une carte son commandée par la carte électronique de contrôle et de commande.» Le brevet EP 1951017 (A2) de MATSUTANI NOBUHIRO [JP] concerne « un corps de commutateur monté sur un sous panneau, le sous panneau étant 10 maintenu, en étant fixé à l'aide de vis à une plaque de protection protégeant une surface du sous-tableau sur le côté opposé d'une surface de montage du sous-panneau, au sein d'une paroi de retenue faisant partie intégrante d'un support de prise de manière à ce que la surface de montage du sous panneau soit placée face à une surface de montage d'un panneau principal, et une section fonctionnelle d'un 15 bouton poussoir pouvant se prolonger jusqu'à l'extérieur d'un boîtier en partant d'un orifice carré situé dans le support de prise. » Le brevet EP0568765 (Al) de AXTEN BRUCE [US]; BEAFORT RICHARD [US] concerne « une unité périphérique avec un panneau de commande qui comprend plusieurs indicateurs, chaque indicateur présentant à un usager, une 20 condition d'état de l'unité périphérique. Le panneau de commande comportant également une touche actionnable par l'usager. Un circuit d'état en réponse à un état fonctionnel de l'unité périphérique conduit les indicateurs d'état à indiquer un état sélectionné d'un ensemble de conditions d'états. Un contrôleur est prévu pour le déclenchement des opérations de l'unité périphérique. Un automate fini logique, 25 en réponse à chaque état indiqué de l'ensemble et à l'actionnement de la touche par l'usager, conduit le contrôleur à déclencher une opération de l'unité périphérique, cette opération étant uniquement relative à un état indiqué par les indicateurs. » Le brevet WO2009128923 (A2) de MOORE CHARLES H [US] concerne un 30 « procédé permettant d'améliorer la fonctionnalité du bouton de saut associé à une 2960678 -6- télécommande de poste de télévision, de récepteur par câble/satellite ou de tout autre dispositif multi-canal. Le dispositif correspondant comprend un bouton de saut donnant accès à une vaste palette de canaux de manière intelligente. A l'heure actuelle, la fonction du bouton de saut est telle que le saut vers l'emplacement 5 sélectionné se fait vers le canal précédemment affiché, indépendamment du canal actuellement affiché. L'invention permet d'effectuer des sauts plus utiles avec un dispositif du type télécommande. » Le bouton poussoir rotatif associé à un voyant, un système sonore ou un écran de visualisation proposé dans cette invention constitue la seule interface intégrée à 10 l'appareil électroménager domestique permettant une interaction entre celui-ci et l'usager. D'autres interfaces entre l'appareil électroménager domestique et l'usager sont possibles par l'intermédiaire d'un réseau de communication informatique permettant d'effectuer le paramétrage, le contrôle, la commande et la maintenance à distance de l'appareil électroménager domestique. Ce même réseau de 15 communication informatique permet à l'appareil électroménager domestique d'interagir avec d'autres appareils électroménagers domestiques et les systèmes de gestion énergétique disponible sur le réseau informatique. L'ensemble des appareils électroménagers domestiques ainsi connectés au sein d'un réseau de communication informatique constitue une infrastructure dite « intelligente » et 20 conventionnellement nommée « Smart Home ». L'ensemble de ces équipements sont constitutifs de l'habitat intelligent. Cette invention concerne la commande d'un appareil électroménager domestique sans présager de l'ensemble des fonctions associées à son utilisation, celles-ci étant définies par défaut en usine et paramétrables à l'aide d'un système 25 informatique déporté, ni sans présager de la forme physique du bouton d'interface ni de la forme physique du système de contrôle composé d'un voyant, d'un système sonore ou d'un écran de visualisation. Le bouton d'interface peut, selon les descriptions communément admises être par exemple une « touche tactile qui permet de faire une liaison électrique momentanée le temps que l'on appuie dessus 30 ou, sur certains modèles inversés, d'ouvrir temporairement le contact électrique ; 2960678 -7- Un Interrupteur Lame Souple (ILS ou interrupteur « reed ») qui établit ou coupe une connexion électrique en fonction de la présence ou non d'un champ magnétique ; Un interrupteur sensitif aussi appelé interrupteur tactile qui détecte la variation de capacité provoquée par l'approche du doigt de l'usager, comme 5 c'est le cas sur des écrans tactile ; Un interrupteur de pression qui utilise un capteur de pression pour détecter la pression exercée par le doigt de l'usager » ou tout autre dispositif permettant à un système électronique ou informatique de détecter une action de changement d'état temporaire demandé par un usager au travers d'une interface de dialogue mis à la disposition de l'usager pour la 10 commande de l'appareil électroménager domestique. Cette invention concerne également la description des types de réseaux informatiques standards permettant à l'appareil électroménager domestique de communiquer avec son environnement, ceux-ci étant constitués, entre autres, par les autres appareils électroménagers domestiques équipés dudit système (4,5,7,9), 15 les compteurs intelligents de mesure d'énergie (10) et les interfaces hommes machines (6) permettant d'effectuer au travers du ou des réseaux de communication (8,11) un paramétrage personnalisé des fonctions de l'application informatique embarquée pour le pilotage de l'appareil électroménager domestique. Les appareils électroménagers domestiques se décomposent en trois classes 20 distinctes. Les produits blancs, bruns et gris. Les produits blancs sont constitués par les produits utiles, voire indispensables au fonctionnement de la maison, on notera par exemple les réfrigérateurs, les lave-vaisselles, les lave-linges, les sèche-linges, les appareils de cuisson et petits électroménagers domestiques de cuisine. Les produits bruns sont des produits de loisir, on notera par exemple les 25 télévisions, les consoles de jeux et les chaines Hi-fi. Les produits gris sont constitués par les produits annexes tels que la micro-informatique. La technologie proposée s'applique en priorité aux produits blancs dont l'utilisation quotidienne est indispensable et requière un minimum d'effort d'utilisation par l'usager. La fonction principale de la technologie proposée est de permettre par un 30 simple touché et rotation d'un bouton poussoir rotatif de commande le lancement 2960678 -8- d'un cycle de fonctionnement de l'appareil électroménager domestique à un moment donné de la journée en fonction de différents paramètres liés par exemple au coût variable de l'énergie, le bruit produit par l'appareil électroménager domestique ou d'autres considérations fonctionnelles, énergétiques ou 5 environnementales. On notera par exemple pour un lave-vaisselle ou un lave-linge la mise en route d'un cycle de lavage prédéfini à une heure de la journée, on notera par exemple pour un four la mise en route d'un cycle de cuisson à l'heure des repas, on notera par exemple pour un micro-onde le fonctionnement de l'appareil sur une durée déterminée pour permettre de réchauffer un plat ou de faire chauffer 10 un bol d'eau, on notera par exemple pour un convecteur électrique la mise en route à une température de fonctionnement donnée, on notera par exemple le déclenchement d'une action proposée par l'appareil électroménager domestique pour effectuer un cycle de nettoyage (four), un cycle de dégivrage (réfrigérateur), ou une demande de remplacement de pièces défectueuses. D'autres fonctions 15 peuvent être associées à l'action sur le bouton poussoir rotatif en fonction du contexte d'utilisation, notamment lorsqu'un cycle fonctionnel est en route ou a été programmé, comme arrêter temporairement un cycle ou bien effectuer une demande de réinitialisation. Le principe de fonctionnement du bouton poussoir rotatif présenté dans cette 20 invention consiste plus généralement à associer par paramétrage un ensemble d'actions souhaitées à un ensemble de fonctions de l'appareil électroménager domestique qui dépendent de l'état dans lequel se trouve l'appareil électroménager domestique au moment où les actions sont effectuées. La liste des actions possibles sur le bouton poussoir rotatif et des fonctions associées ne peuvent donc pas être 25 décrites ici de façon exhaustive, cette liste étant dépendante de l'appareil électroménager domestique et du programme informatique embarquée au sein de l'électronique embarquée. La technologie proposée s'appuie également sur l'interconnexion possible de l'appareil électroménager domestique avec un réseau de communication disponible 30 dans l'habitat permettant d'une part une interaction de l'appareil électroménager 2960678 -9- domestique avec son environnement et d'autre part un paramétrage déporté des fonctions de l'appareil électroménager domestique. Concernant l'interface avec le ou les réseaux de communication de l'appareil électroménager domestique, la technologie proposée contient un programme 5 informatique conforme aux recommandations de l'IETF (Internet Engineering Task Force) en cela que la couche physique et liaison de données s'appuie au choix et entres autres sur le protocole de communication de l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 et sur les protocoles liés à la transmission de données par courant porteur en ligne de type OFDM (Orthogonal 10 Frequency Division Multiplexing), de type FSK (Frequency Shift Keying) ou de type impulsionnel proposé par la technologie WPC (Watt Pulse Communication) . La couche réseau s'appuie entre autres sur le protocole 6LowPAN (Internet Protocole Version 6 over Low power Wireless Personal Area Networks) destiné à faire transiter des trames IP V6 (Internet Protocol Version 6) compressées sur des 15 supports physiques bas débits et basses consommations énergétiques. La couche transport s'appuie entre autres sur les protocoles standards de type UDP (User Datagram Protocol). Concernant le programme informatique embarqué au sein de l'électronique embarquée, celui-ci est de type temps réel et prend en charge la détection d'état du 20 bouton poussoir rotatif, la gestion du voyant, du système sonore, vocal ou non, et de l'écran de visualisation, graphique ou à affichage digital, couleur ou noir et blanc. Le programme informatique embarqué prend en charge l'ensemble des recettes de fonctionnement de l'appareil électroménager domestique à l'aide d'un ensemble d'algorithmes composés par des automates d'états finis et des timers 25 permettant de déclencher des actions à des instants donnés et fonctions d'états liés au cycle de fonctionnement de l'appareil électroménager domestique. Le programme informatique embarqué gère les entrées sorties numériques et analogiques connectés aux capteurs internes de l'appareil électroménager domestique, tels que les capteurs de température, les capteurs de pression, les 30 capteurs de niveau, les capteurs de débit, les capteurs de consommation 2960678 -10- énergétique (puissance active, puissance réactive et cosinus 1) et les capteurs d'état Tout Ou Rien (TOR). Le programme informatique embarqué gère l'ensemble de la pile de communication de l'interface réseau conforme aux recommandations de l'IETF et décrite précédemment. Le programme informatique 5 embarqué gère tous les drivers dont les drivers de communication radio selon le protocole 802.15.4 et CPL de type OFDM, FSK ou WPC. Le programme informatique embarqué peut être mis à jour au travers du réseau de communication. REVENDICATIONS1) Dispositif intégré de contrôle et de commande des appareils électroménagers domestiques, caractérisé en ce qu'il comprend pour la commande un seul bouton poussoir tactile, sensitif ou équivalent et rotatif, associé à un système de contrôle composé d'un voyant, ou d'un système sonore ou d'un écran de visualisation, le tout étant relié à un système électronique embarquée intelligent piloté par un programme informatique embarqué temps réel. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique dialogue sur un réseau informatique standard conforme aux normes de l'IETF au travers de couches réseaux radio 802.15.4 et CPL OFDM, FSK et WPC. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique permet à l'usager une utilisation simplifiée de l'appareil électroménager domestique par lancement d'un cycle fonctionnel préférentiel à l'aide d'une seule pression et/ou rotation du bouton poussoir rotatif. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique est capable d'adapter son fonctionnement aux contraintes environnementales et énergétiques imposées au préalable par l'usager. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique est capable de permettre le paramétrage à distance de l'appareil électroménager domestique au travers du réseau informatique sur une interface homme machine. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique est capable d'effectuer une mise à jour du programme informatique embarquée au travers du réseau informatique.