EP0091336A1 - Machine à laver le linge à moyens de détection de balourds - Google Patents

Machine à laver le linge à moyens de détection de balourds Download PDF

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EP0091336A1 EP83400575A EP83400575A EP0091336A1 EP 0091336 A1 EP0091336 A1 EP 0091336A1 EP 83400575 A EP83400575 A EP 83400575A EP 83400575 A EP83400575 A EP 83400575A EP 0091336 A1 EP0091336 A1 EP 0091336A1
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    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level

Definitions

  • the invention relates to a washing machine and to a device for controlling the drum drive motor of such a machine.
  • the invention overcomes this drawback.
  • the machine comprising means for controlling the speed of rotation of the drum to a setpoint supplied by a programmer, the difference between the actual speed of the drum and the setpoint speed is used to detect the imbalance.
  • No particular detection means are therefore provided for unbalances because it is the same means and the same signal which ensures unbalance detection and speed regulation.
  • the assembly is such that the control is of average precision so that said deviation, or error signal, has a non-negligible value.
  • the precision of the regulation is 3 rpm, that is to say that a difference between the actual rotation speed and the set speed is only detected if it exceeds 3 rpm .
  • the error signal it is also possible to choose an engine power which is not excessively excess.
  • the speed is measured using a tachometric generator driven by the engine and the analog signal supplied by this generator is applied to the input of a microprocessor in which, after conversion into digital form; it is compared with digital speed reference signals in order to carry out the regulation.
  • the microprocessor is also such that if the difference exceeds a determined value at the start of a spin phase, a speed decrease command is produced to stop the rotation or decrease the speed so as to remove the unbalance.
  • the washing machine comprises an electric motor 10 supplied with alternating current via a switching power supply comprising, in a manner known per se, a controlled switch 11 such as a triac and a circuit for control of this switch.
  • a controlled switch 11 such as a triac
  • the motor is supplied with direct current.
  • the speed of rotation of the machine drum drive motor 10 is a function of the power received by this motor, that is to say of the duration of closure of the switch 11 during a given period.
  • This given period is for example half-wave or half-wave of the alternating current.
  • the switch 11 being a triac, it is such that as soon as it has received a conduction command pulse on its trigger 13, it remains conductive until the current passing through it passes through the value zero .
  • the duration of closure of the switch 11 then depends only on the instant of its closure during a half-period of the alternating current. This instant is commonly expressed as a phase shift angle ⁇ relative to the start of the half-wave, the end of the half-wave corresponding to 180 ° (FIG. 2).
  • control pulses of the triac 11 are delivered by an interface circuit 12 receiving its input signals from the output 14 of a microprocessor 15 into which all the programming instructions of the machine have been introduced.
  • This microprocessor 15 has an input 16 receiving the analog signal supplied by a tachometer generator 17 driven by the motor shaft 10.
  • the speed setpoint instructions for the motor 10 are stored in digital form and are compared with the digital signals of real speed, obtained after an analog-digital conversion (carried out inside the microprocessor 15) of the signals supplied by generator 17, in order to control the speed of motor 10 to the programmed target speed.
  • the microprocessor is thus programmed to calculate the difference E , or error signal, between the set speed V and the real speed V: and this difference is converted, thanks to a table introduced into the memory of the microprocessor 15, into an angle ⁇ making it possible to close the switch 11 at each half-wave at an instant such that the error signal is minimized, the real speed being thus brought as close as possible to the set speed.
  • each speed signal is expressed by a binary number, or word, of 8 bits.
  • the speed is thus measured using 256 elements. Since the drum can rotate at 750 rpm, a speed increment corresponds to 3 rpm. In other words, the precision of the regulation is 3 revolutions / min.
  • the error signal ⁇ calculated in the microprocessor 15 is also used to detect unbalances during the acceleration of the rotation of the motor. If, during this acceleration, the error signal ⁇ exceeds a limit value ⁇ M the engine is slowed down and it is commanded to carry out a release operation and then resume its acceleration. If an unbalance is again detected, a release operation is again ordered. However, the engine is completely stopped after three unsuccessful attempts, that is to say after three tests having shown that the error signal exceeds the limit value EM . In fact, experience has shown that after three stripping operations, the probability that the laundry will be distributed irregularly, and thus cause imbalances, is practically negligible.
  • the various elements of the servo being such that the error signal is not too weak, the unbalance is always delectable in good conditions.
  • the quality of the regulation is too high, even in the event of an unbalance, the error signal can be very weak.
  • the error signal E will keep a measurable value, easily exploitable for the detection of imbalances.
  • FIG. 3 is a simplified flowchart showing part of the programming of the microprocessor 15.
  • the diamonds correspond to comparisons and the rectangles to operations carried out.
  • This flowchart being an integral part of this description, it is not necessary to describe it in detail.
  • the operation corresponding to the diamond 20 "speed increase" consists in determining whether, on the one hand, the speed of the motor increases and, on the other hand, whether this speed is between 50 revolutions / min (speed which corresponds to washing) and 150 rpm. It is only in the event of a positive answer to this question that the comparison is made between the error signal ⁇ and the limit value EM (diamond 21). In the example EM is of the order of 30 revolutions / min.

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Abstract

Machine à laver le linge comprenant un asservissement de la vitesse du moteur (10) d'entrainement du tambour à une consigne fournie par un programmateur ainsi que des moyens de détection de balourds dans la tambour. Les balourds sont détectés par le signal d'erreur de l'asservissement, c'est-à-dire l'écart ε entre la vitesse réelle de rotation du tambour (Vr) et sa vitesse de consigne (Vc). La précision de l'asservissement est volontairement limitée afin que le signal d'erreur ait une valeur mesurable.

Description

  • L'invention est relative à une machine à laver le linge et à un dispositif de commande du moteur d'entrainement du tambour d'une telle machine.
  • On sait que lorsque la vitesse de rotation du tambour d'une machine à laver le linge augmente depuis une faible valeur, par exemple correspondant à la rotation pendant une phase de lavage, jusqu'à une plus grande valeur pour effectuer l'essorage, il faut prendre des précautions particulières pour éviter l'apparition de balourds dus à une répartition irrégulière du linge dans le tambour. En effet de tels baJourds provoquent des vibrations de la machine qui peuvent gravement endommager les organes de celle-ci, notamment pour une vitesse de rotation du tambour correspondant à la fréquence de résonance de la machine.
  • On a déjà proposé (notamment par la demande de brevet français n° 80 18923 au nom de la demanderesse) de détecter la présence ou l'absence de balourds lors de l'accélération du tambour au début de la phase d'essorage et, en cas de détection de balourds, de diminuer la vitesse de rotation du tambour afin de répartir de façon plus régulière le linge et ainsi supprimer ces balourds.
  • Mais les moyens utilisés jusqu'à présent pour la détection des balourds ne sont pas bon marché.
  • L'invention remédie à cet inconvénient.
  • Elle est caractérisée en ce que la machine comportant des moyens d'asservissement de la vitesse de rotation du tambour à une consigne fournie par un programmateur, on fait appel à l'écart entre la vitesse réelle du tambour et la vitesse de consigne pour détecter le balourd. On ne prévoit ainsi pas de moyen de détection particulier pour les balourds car c'est le même moyen et le même signal qui assure la détection de balourd et la régulation de vitesse.
  • De préférence le montage est tel que l'asservissement est d'une précision moyenne afin que ledit écart, ou signal d'erreur, ait une valeur non négligeable.
  • Ainsi on choisit délibérément une précision relativement peu importante pour l'asservissement, ce qui réduit d'autant le coût de cet asservissement et, malgré tout, apporte J'avantage de permettre une détection de balourds qui aurait été plus difficile avec un asservissement précis.
  • Dans un exemple la précision de la régulation est de 3 tours/mn, c'est-à-dire qu'un écart entre la vitesse réelle de rotation et la vitesse de consigne n'est détecté que s'il dépasse 3 tours/mn. Pour que le signal d'erreur ait une valeur suffisante on peut également choisir une puissance du moteur qui ne soit pas trop excédentaire.
  • Dans une réalisation, la vitesse est mesurée à J'aide d'une génératrice tachymétrique entrainée par le moteur et le signal analogique fourni par cette génératrice est appliqué à l'entrée d'un microprocesseur dans lequel, après conversion sous forme numérique; il est comparé à des signaux numériques de consigne de vitesse afin d'effectuer la régulation. Le microprocesseur est également tel que si l'écart dépasse une valeur déterminée au démarrage d'une phase d'essorage, un ordre de diminution de vitesse est produit pour arrêter la rotation ou diminuer la vitesse de façon à supprimer le balourd.
  • 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 1 est un schéma montrant un moteur d'entrainement de tambour de machine à laver et son circuit de commande selon l'invention,
    • - la figure 2 est un diagramme montrant la variation du courant d'alimentation en fonction du temps, et
    • - la figure 3 est un organigramme montrant la programmation d'un microprocesseur du circuit de la figure 1.
  • Dans l'exernple la machine à laver le linge comprend un moteur électrique 10 alimenté en courant alternatif par l'intermédiaire d'une alimentation à découpage comprenant, de façon en soi connue, un interrupteur commandé 11 tel qu'un triac et un circuit de commande de cet interrupteur. En variante le moteur est alimenté en courant continu.
  • La vitesse de rotation du moteur 10 d'entraînement du tambour de la machine est fonction de la puissance reçue par ce moteur c'est-à-dire de la durée de fermeture de l'interrupteur 11 au cours d'une période donnée. Cette période donnée est par exemple une alternance ou une demie-alternance du courant alternatif.
  • Dans J'exempJe l'interrupteur 11 étant un triac, il est tel que dès qu'il a reçu une impulsion de commande de conduction sur sa gâchette 13, il reste conducteur jusqu'à ce que le courant le traversant passe par la valeur zéro. La durée de fermeture de l'interrupteur 11 ne dépend alors que de l'instant de sa fermeture au cours d'une demie-période du courant alternatif. Cet instant est couramment exprimé en angle de déphasage θ par rapport au début de l'alternance, la fin de la demie-alternance correspondant à 180° (figure 2).
  • Les impulsions de commande du triac 11 sont délivrées par un circuit d'interface 12 recevant ses signaux d'entrée de la sortie 14 d'un microprocesseur 15 dans lequel ont été introduites toutes les instructions de programmation de la machine.
  • Ce microprocesseur 15 présente une entrée 16 recevant le signal analogique fourni par une génératrice tachymétrique 17 entrainée par l'arbre du moteur 10.
  • Dans le microprocesseur 15 les instructions de consigne de vitesse pour le moteur 10 sont stockées sous forme numérique et sont comparées aux signaux numériques de vitesse réelle, obtenus après une conversion analogique-numérique (effectuée à l'intérieur du microprocesseur 15) des signaux fournis par la génératrice 17, afin d'asservir la vitesse du moteur 10 à la vitesse de consigne programmée.
  • Le microprocesseur est ainsi programmé pour calculer J'écart E , ou signal d'erreur, entre la vitesse de consigne V et la vitesse réelle V :
    Figure imgb0001
    et cet écart est converti, grâce à une table introduite en mémoire du microprocesseur 15, en un angle Θ permettant de fermer l'interrupteur 11 à chaque demie-alternance à un instant tel que le signal d'erreur est minimisé, la vitesse réelle étant ainsi rapprochée au maximum de la vitesse de consigne.
  • Cependant, comme déjà mentionné ci-dessus, la précision de la régulation est volontairement limitée. Dans l'exemple chaque signal de vitesse est exprimé par un nombre binaire, ou mot, de 8 bits. La vitesse est ainsi mesurée à l'aide de 256 éléments. Le tambour pouvant tourner à 750 tours/mn un incrément de vitesse correspond à 3 tours/mn. Autrement dit la précision de la régulation est de 3 tours/mn.
  • Le signal d'erreur ε calculé dans le microprocesseur 15 est également utilisé pour détecter les balourds lors de l'accélération de la rotation du moteur. Si, lors de cette accélération, le signal d'erreur ε dépasse une valeur limite ε M le moteur est ralenti et il est commandé pour effectuer une opération de défoulage et ensuite reprendre son accélération. Si un balourd est à nouveau détecté une opération de défoulage est de nouveau commandée. Cependant le moteur est complètement arrêté après trois tentatives infructueuses c'est-à-dire après trois essais ayant montré que le signal d'erreur dépasse la valeur limite E M. En effet l'expérience a montré qu'après trois opérations de défoulage la probabilité pour que le linge soit réparti de façon irrégulière, et provoque ainsi des balourds, est pratiquement négligeable. En d'autres termes si au bout de trois tentatives on détecte encore des balourds il est alors hautement probable que ceux-ci ne proviennent pas d'une mauvaise répartition du linge, mais d'une autre cause à laquelle il faut remédier. C'est pourquoi on provoque alors l'arrêt du moteur et, de préférence, également J'arrêt des autres organes de la machine.
  • Les divers éléments de l'asservissement étant tels que le signal d'erreur n'est pas trop faible, le balourd est toujours délectable dans de bonnes conditions. En effet si la qualité de la régulation est trop grande, même en cas de balourd, le signal d'erreur peut être très faible. Au contraire en choissisant une qualité de régulation qui n'est pas trop importante, le signal d'erreur E gardera une valeur mesurable, aisément exploitable pour la détection de balourds.
  • La figure 3 est un organigramme simplifié montrant une partie de la programmation du microprocesseur 15. Sur cet organigramme, de façon classique, les losanges correspondent à des comparaisons et les rectangles à des opérations effectuées. Cet organigramme faisant partie intégrante de la présente description, il n'est pas nécessaire de le décrire en détail. On précise cependant que l'opération correspondant au losange 20 "montée en vitesse" consiste à déterminer si, d'une part, la vitesse du moteur augmente et, d'autre part, si cette vitesse est comprise entre 50 tours/mn (vitesse qui correspond au lavage) et 150 tours/mn. Ce n'est qu'en cas de réponse positive à cette question qu'est effectuée la comparaison entre le signal d'erreur ε et la valeur limite E M (losange 21). Dans l'exemple E M est de l'ordre de 30 tours/mn.

Claims (11)

1. Machine à laver le linge comprenant un asservissement de la vitesse du moteur (10) d'entrainement du tambour à une consigne fournie par un programmateur ainsi que des moyens de détection de balourds dans le tambour, caractérisée en ce que les balourds sont détectés par le signal d'erreur de l'asservissement, c'est-à-dire l'écart (ε) entre la vitesse réelle de rotation du tambour (V ) et sa vitesse de consigne (Vc).
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la précision de l'asservissement est limitée afin que le signal d'erreur ait une valeur mesurable.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la précision de la mesure de la vitesse est de l'ordre de 3 tours/mn.
4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen pour ralentir le tambour lorsque le signal d'erreur (E ) dépasse une valeur limite ( εM).
5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la valeur limite ( εM) est de l'ordre de 30 tours/mn.
6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le tambour n'est ralenti que si la vitesse de rotation est supérieure à celle correspondant à une phase de lavage.
7. Machine selon l'une des revendication 4 à 6, caractérisée en ce qu'une opération de défoulage est commandée lorsque le signal d'erreur ( c) dépasse ladite valeur limite ( εM), le moteur étant ensuite de nouveau accéléré.
8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le moteur est définitivement arrêté après trois opérations de défoulage suivies par une détection de balourds prohibitifs.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un microprocesseur (15) pour l'asservissement et la détection de balourds.
10. machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une génératrice tachymétrique (17) pour mesurer la vitesse réelle de rotation du tambour.
11. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moteur (10) d'entrainement du tambour est alimenté par un alimentation à découpage (Il) commandée par l'asservissement.
EP83400575A 1982-03-26 1983-03-18 Machine à laver le linge à moyens de détection de balourds Expired - Lifetime EP0091336B2 (fr)

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EP0091336B1 EP0091336B1 (fr) 1985-09-11
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