EP0754797A1 - Procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative mue par un moteur universel, en particulier du tambour d'une machine à laver à chargement par le dessus, et dispositif de mise en oeuvre - Google Patents

Procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative mue par un moteur universel, en particulier du tambour d'une machine à laver à chargement par le dessus, et dispositif de mise en oeuvre Download PDF

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EP0754797A1
EP0754797A1 EP96401568A EP96401568A EP0754797A1 EP 0754797 A1 EP0754797 A1 EP 0754797A1 EP 96401568 A EP96401568 A EP 96401568A EP 96401568 A EP96401568 A EP 96401568A EP 0754797 A1 EP0754797 A1 EP 0754797A1
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drum
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/302—Automatic drum positioning

Definitions

  • the present invention relates to a stationary positioning method of a rotary part driven by a universal motor, in particular the drum of a washing machine with top loading, and to a device for implementing this process.
  • the drum s 'stops in such a way that its door is just opposite the upper opening of the machine, so that the user can remove or add laundry without having to turn the drum by hand.
  • Drum positioning devices with an asynchronous motor are known, but these devices cannot be used with a motor of the so-called universal type, which generally equips current washing machines.
  • Positioning devices operating with a universal motor are also known, these devices comprising either mechanical locking means of the drum, or Hall effect sensors. These solutions are too expensive to be able to be implemented in washing machines produced in large series.
  • the present invention relates to a positioning method when a rotating part is stopped, driven in rotation by a universal motor, in particular the drum of a top-loading washing machine, making it possible to stop this drum. so that its door stops facing the upper opening of the machine (the one by which the laundry is introduced and taken out) in practically all cases of use, as quickly as possible.
  • the present invention also relates to a device for implementing this method, a device which is as inexpensive as possible.
  • the method according to the invention consists in locating the stopping point of the rotating part using an electrical output sensor, and from the start of the stopping phase of the part's engine, cutting its supply and send it controlled pulses of current, substantially regularly spaced, of increasing duration until detection of the move to the stop point, then reverse the direction of rotation if the part has not stopped at the desired position and send it other substantially regularly spaced current pulses, of increasing durations, and so on until '' at a standstill at the desired position.
  • a second positioning phase is commanded which applies to the motor another series of pulses of increasing duration, with possible change of direction of rotation at each passage through the desired position, and the sending of these pulses is stopped when the part is as close as possible to the desired position, or when this part passes for the first time of this second phase by the position sought.
  • the device for implementing the method of the invention applied to a machine comprising a rotary part driven in rotation by a universal motor, comprises a position or presence sensor, a first part of which is fixed on the rotary part and the second on the support of the rotating part, facing the first part when the rotating part is in the desired stop position, a processing circuit connected to one of the parts of the sensor, and an engine control device, connected to the sensor and comprising circuits for producing pulses of current of variable duration.
  • the present invention is described below with reference to a washing machine, but it is understood that it can be implemented in other types of machines or equipment requiring positioning precise when stopping rotating parts, such as a top-loading tumble dryer.
  • FIG 1 there is only shown the parts of the washing machine necessary for understanding the invention, namely the pulley 1 of the machine drum, its universal drive motor 2, and the belt 3 which connects them .
  • a magnet 4 is fixed on the pulley 1, near its edge, and a flexible blade switch 5 is fixed on the machine frame, so that it is just opposite and closest to the magnet 4 possible of this when the door of the drum carrying the pulley 1 is just opposite the upper opening of the washing machine.
  • the switch 5 is connected to an input of a microprocessor 6.
  • This microprocessor is either the one equipping the machine, when this is the case, or a processor dedicated to the positioning function of the drum.
  • the microprocessor 6 is connected to a circuit 7 for controlling the motor 2.
  • This circuit 7 is a power circuit which controls, in a manner known per se, under the control of the microprocessor of the machine, where it exists, or of a electromechanical programmer, the different engine speeds (start, stop, reverse direction of rotation and different speeds).
  • the microprocessor 6 also controls the circuit 7 by making it send to the motor 2 pulses of current with variable width, in the manner described below.
  • the program of the microprocessor 6 begins the positioning phase of the drum, for example after the last spin of the laundry contained in this drum.
  • the drum has stopped so that the magnet 4 is far from the switch 5.
  • This switch 5 is therefore open.
  • the microprocessor 6 passes to a first subroutine which then controls the sending by the circuit 7 of controlled pulses (allowing speed regulation) to the motor 2.
  • the first of these pulses is referenced I1.
  • the duration of this pulse I1 is for example around 200 ms, and it makes the motor 2 rotate by a certain angle.
  • I1 the magnet 4 is still far from the switch 5.
  • the microprocessor 6 commands, at time t2, the sending of a third pulse I3 to the motor 2.
  • the magnet 4 passes in front of the switch 5 at the instant t3, but that the inertia of the motor + drum assembly drives the latter a little beyond the angular position d 'stop sought.
  • the transient closing of the switch 5, taken into account by the microprocessor 6, causes it to pass to a second subroutine which commands the reversal of the direction of rotation of the motor 2 and the sending, about 2 seconds after t3, to the instant t4, of a pulse I4 of a duration of approximately 200 ms. It is assumed that shortly after t4, at time t5, when the drum stabilizes at stop, the magnet 4 is opposite the switch 5 which closes definitively. In this case, the microprocessor 6 ends the positioning program, and can advantageously signal this fact by controlling the lighting of an appropriate indicator.
  • the microprocessor 6 commands the sending of another pulse, similar to I2, and so on until the closing of the switch 5. If this closure is final, the positioning program stops. Otherwise, said first subroutine is called again, and so on.
  • the rotation speed of the drum must be relatively low (for example less than 40 rpm), so that the pulse produced by the transient closure of the switch when the magnet passes has a width sufficient to be taken into account by the electronic circuits of the microprocessor.
  • the positioning program may take a long time to stop the drum at the right angular position, or even fail to do so.
  • the invention provides, according to an advantageous aspect, to limit, for example to about one minute, the search phase.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Le dispositif de positionnement de l'invention est appliqué en particulier à un lave-linge pour positionner son tambour à l'arrêt de façon que son portillon soit face à l'ouverture supérieure de la machine. Il comprend essentiellement un aimant (4) fixé sur la poulie (1) du tambour coopérant avec un interrupteur à lame souple (5) fixé sur le bâti. L'interrupteur est relié à un microprocesseur (6), pilotant un circuit de commande par impulsions du moteur universel (2) du tambour. <IMAGE>

Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative mue par un moteur universel, en particulier du tambour d'une machine à laver à chargement par le dessus, et à un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé.
  • Dans une machine à laver le linge à chargement par le dessus, il est préférable qu'à tout moment d'un cycle de fonctionnement, en particulier en fin de cycle de traitement, en général après le dernier essorage ou après séchage, le tambour s'arrête de telle façon que son portillon soit juste en face de l'ouverture supérieure de la machine, afin que l'utilisateur puisse retirer le linge ou en ajouter sans avoir à tourner le tambour à la main.
  • On connaît des dispositifs de positionnement de tambour à moteur asynchrone, mais ces dispositifs ne peuvent pas être utilisés avec un moteur de type dit universel, qui équipe généralement les lave-linge actuels.
  • On connaît par ailleurs des dispositifs de positionnement fonctionnant avec un moteur universel, ces dispositifs comportant soit des moyens de blocage mécanique du tambour, soit des capteurs à effet Hall. Ces solutions sont trop onéreuses pour pouvoir être mises en oeuvre dans des lave-linge fabriqués en grande série.
  • La présente invention a pour objet un procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative, entraînée en rotation par un moteur universel, en particulier du tambour d'un lave-linge à chargement par le dessus, permettant d'arrêter ce tambour de façon que son portillon s'arrête face à l'ouverture supérieure de la machine (celle par laquelle on introduit le linge et on le sort) dans pratiquement tous les cas d'utilisation, le plus rapidement possible.
  • La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, dispositif qui soit le moins onéreux possible.
  • Le procédé conforme à l'invention consiste à repérer le point d'arrêt de la pièce rotative à l'aide d'un capteur à sortie électrique, et dès le début de la phase d'arrêt du moteur de la pièce, à couper son alimentation et à lui envoyer des impulsions de courant contrôlées, sensiblement régulièrement espacées, de durées croissantes jusqu'à détection du passage au point d'arrêt, puis à inverser le sens de rotation si la pièce ne s'est pas arrêtée à la position recherchée et à lui envoyer d'autres impulsions de courant sensiblement régulièrement espacées, de durées croissantes, et ainsi de suite jusqu'à l'arrêt à la position recherchée. Si, au bout d'un laps de temps déterminé après le début de la phase d'arrêt, on n'obtient pas l'arrêt à la position recherchée, on commande une deuxième phase de positionnement qui applique au moteur une autre série d'impulsions de durées croissantes, avec éventuellement changement de sens de rotation à chaque passage par la position recherchée, et on arrête l'envoi de ces impulsions lorsque la pièce est au plus près possible de la position recherchée, ou bien lorsque cette pièce passe pour la première fois de cette deuxième phase par la position recherchée.
  • Le dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention appliqué à une machine comportant une pièce rotative entraînée en rotation par un moteur universel, comprend un capteur de position ou de présence dont une première partie est fixée sur la pièce rotative et la deuxième sur le support de la pièce rotative, face à la première partie lorsque la pièce rotative est dans la position d'arrêt recherchée, un circuit de traitement relié à l'une des parties du capteur, et un dispositif de commande du moteur, relié au capteur et comprenant des circuits de production d'impulsions de courant à durée variable.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel :
    • la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un lave-linge conforme à l'invention;
    • la figure 2 est un exemple de chronogramme de signaux relevés dans la machine de la figure 1, dans des conditions normales,
    • la figure 3 est un autre exemple de chronogramme de signaux relevés dans la machine de la figure 1 en présence d'un fort balourd de linge dans cette machine.
  • La présente invention est décrite ci-dessous en référence à un lave-linge, mais il est bien entendu qu'elle peut être mise en oeuvre dans d'autres types de machines ou d'équipements nécessitant un positionnement précis à l'arrêt de pièces entraînées en rotation, par exemple un sèche-linge à tambour à chargement par le dessus.
  • Sur la figure 1, on a uniquement représenté les parties du lave-linge nécessaires à la compréhension de l'invention, à savoir la poulie 1 du tambour de la machine, son moteur d'entraînement universel 2, et la courroie 3 qui les relie. On fixe sur la poulie 1, près de son bord, un aimant 4, et on fixe sur le bâti de la machine un interrupteur à lame souple 5, de façon qu'il se trouve juste face à l'aimant 4 et le plus près possible de celui-ci lorsque le portillon du tambour portant la poulie 1 est juste en face de l'ouverture supérieure du lave-linge. L'interrupteur 5 est relié à une entrée d'un microprocesseur 6. Ce microprocesseur est soit celui équipant la machine, lorsque tel est le cas, soit un processeur dédié à la fonction de positionnement du tambour. Le microprocesseur 6 est relié à un circuit 7 de commande du moteur 2. Ce circuit 7 est un circuit de puissance qui commande, de façon connue en soi, sous le contrôle du microprocesseur de la machine, lorsqu'il existe, ou d'un programmateur électromécanique, les différents régimes du moteur (marche, arrêt, inversion de sens de rotation et différentes vitesses). Pour les besoins de l'invention, le microprocesseur 6 contrôle également le circuit 7 en lui faisant envoyer au moteur 2 des impulsions de courant à largeur variable, de la façon décrite ci-dessous.
  • En référence à la figure 2, supposons qu'à un instant t0 le programme du microprocesseur 6 débute la phase de positionnement du tambour, par exemple après le dernier essorage du linge contenu dans ce tambour. Supposons qu'à cet instant t0 le tambour se soit arrêté de façon que l'aimant 4 soit loin de l'interrupteur 5. Cet interrupteur 5 est donc ouvert. Le microprocesseur 6 passe à un premier sous-programme qui commande alors l'envoi par le circuit 7 d'impulsions contrôlées (permettant une régulation de vitesse) au moteur 2. La première de ces impulsions est référencée I1. La durée de cette impulsion I1 est par exemple de 200 ms environ, et elle fait tourner le moteur 2 d'un certain angle. Supposons qu'après I1, l'aimant 4 soit encore éloigné de l'interrupteur 5. Au bout d'un laps de temps d'environ 1s après I1, suffisant pour permettre au tambour de se stabiliser à l'arrêt, le microprocesseur 6 commande l'envoi à l'instant t1 par le circuit 7 d'une deuxième impulsion I2 de durée 200 + 200 = 400 ms environ. Supposons qu'à la suite de I2 le tambour se stabilise à l'arrêt sans que l'aimant 4 ne passe devant l'interrupteur 5. Au bout d'un laps de temps d'environ 1s après I2, le microprocesseur 6 commande, à l'instant t2, l'envoi d'une troisième impulsion I3 au moteur 2. La progression des durées des impulsions étant arithmétique, de raison 200 ms environ, la durée de 13 est donc de 400 + 200 = 600 ms environ. Supposons que peu après l'envoi de I3 l'aimant 4 passe devant l'interrupteur 5 à l'instant t3, mais que l'inertie de l'ensemble moteur + tambour entraîne ce dernier un peu au-delà de la position angulaire d'arrêt recherchée.
  • La fermeture passagère de l'interrupteur 5, prise en compte par le microprocesseur 6, le fait passer à un deuxième sous-programme qui commande l'inversion du sens de rotation du moteur 2 et l'envoi, environ 2 secondes après t3, à l'instant t4, d'une impulsion I4 d'une durée d'environ 200 ms. On suppose que peu de temps après t4, à l'instant t5, lorsque le tambour se stabilise à l'arrêt, l'aimant 4 est en face de l'interrupteur 5 qui se ferme définitivement. Dans ce cas, le microprocesseur 6 met fin au programme de positionnement, et peut avantageusement signaler ce fait en commandant l'allumage d'un voyant approprié.
  • Si, après I4, l'aimant 4 n'arrive pas jusqu'à l'interrupteur 5, le microprocesseur 6 commande l'envoi d'une autre impulsion, similaire à I2, et ainsi de suite jusqu'à la fermeture de l'interrupteur 5. Si cette fermeture est définitive, le programme de positionnement s'arrête. Sinon, ledit premier sous-programme est appelé à nouveau, et ainsi de suite.
  • Pour que le microprocesseur puisse facilement détecter le passage de l'aimant 4 devant l'interrupteur 5, il faut que la vitesse de rotation du tambour soit relativement basse (par exemple inférieure à 40t/mn), afin que l'impulsion produite par la fermeture transitoire de l'interrupteur au passage de l'aimant ait une largeur suffisante pour être prise en compte par les circuits électroniques du microprocesseur.
  • Si le linge contenu dans le tambour y est mal réparti et présente un balourd élevé, le programme de positionnement peut mettre un temps élevé à arrêter le tambour à la bonne position angulaire, ou même ne pas y arriver. Pour éviter ceci, l'invention prévoit, selon un aspect avantageux, de limiter, par exemple à une minute environ, la phase de recherche. Au bout de ce laps de temps, si le positionnement recherché n'est pas obtenu, on peut soit arrêter momentanément le programme de positionnement décrit ci-dessus et commander une courte phase de re-répartition de linge dans le tambour (quelques rotations lentes alternées suivies d'une courte rotation à vitesse élevée, par exemple) et commander aussitôt une seconde phase de répartition, similaire à la première, soit passer aussitôt à une seconde phase de répartition, et se contenter en cas de deuxième échec, d'un positionnement approximatif, c'est-à-dire un arrêt à ± 10° environ de la position recherchée. Dans cette limite angulaire, l'utilisateur peut apercevoir le portillon du tambour à travers l'ouverture supérieure de la machine, et tourner à la main le tambour pour l'amener à la position désirée. Un tel cas est illustré en figure 3 où, à la fin de la première phase de positionnement P1, d'une durée d'environ une minute, se terminant à l'instant T'1, la position désirée n'est pas obtenue. Aussitôt après commence la phase suivante P2. A l'instant T'2, l'interrupteur S se ferme transitoirement, c'est-à-dire que le tambour dépasse légèrement le point d'arrêt désiré. Le programme de positionnement est aussitôt arrêté, car il y a alors de fortes probabilités que le tambour ait dépassé de peu le point d'arrêt désiré.

Claims (11)

  1. Procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative (1), entraînée en rotation par un moteur universel (2), caractérisé en ce qu'il consiste à repérer le point d'arrêt de la pièce rotative à l'aide d'un capteur (4,5), à sortie électrique, et dès le début de la phase d'arrêt du moteur de la pièce, à couper son alimentation et à lui envoyer des impulsions de courant contrôlées (I1, I2, I3) sensiblement régulièrement espacées, de durées croissantes jusqu'à détection du passage au point d'arrêt, puis à inverser le sens de rotation si la pièce ne s'est pas arrêtée à la position recherchée et à lui envoyer d'autres impulsions de courant sensiblement régulièrement espacées (I4), de durées croissantes, et ainsi de suite jusqu'à l'arrêt à la position recherchée.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que si, au bout d'un laps de temps déterminé après le début de la phase d'arrêt, on n'obtient pas l'arrêt à la position recherchée, on commande une deuxième phase de positionnement qui applique au moteur une autre série d'impulsions contrôlées de durées croissantes, et on arrête l'envoi de ces impulsions lorsque la pièce passe par la position recherchée.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que si, au bout d'un laps de temps déterminé après le début de la phase d'arrêt, on n'obtient pas l'arrêt à la position recherchée, on commande une deuxième phase de positionnement qui applique au moteur une autre série d'impulsions contrôlées de durées croissantes, avec changement de sens de rotation à chaque passage par la position recherchée, et on arrête l'envoi de ces impulsions lorsque la pièce est au plus près possible de la position recherchée.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé les impulsions de courant ont des durées respectives d'environ 200 ms, 400 ms, 600 ms, ..., selon une progression arithmétique de raison 200 ms.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les impulsions sont espacées d'environ 1s.
  6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit laps de temps déterminé est d'environ 1 mn.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première impulsion (I4) envoyée après détection du passage par la position d'arrêt recherchée, sans arrêt en cette position, est envoyée environ 2s après cette détection.
  8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 7 pour l'application à une machine à laver le linge dont la pièce rotative est son tambour, caractérisé en ce que si le linge que renferme son tambour présente un balourd élevé, on procède à une re-répartition du linge avant de commander la deuxième phase de positionnement.
  9. Dispositif de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative (1) entraînée en rotation par un moteur universel (2), caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de position ou de présence dont une première partie (4) est fixée sur la pièce rotative et la deuxième (5) sur le support de la pièce rotative, face à la première partie lorsque la pièce rotative est dans la position d'arrêt recherchée, un circuit de traitement (6) relié à l'une des parties du capteur, et un dispositif de commande du moteur (7), relié au capteur et comprenant des circuits de production d'impulsions de courant à durée variable.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur de position ou de présence comprend un aimant (4) et un interrupteur à lame souple (5).
  11. Lave-linge caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de positionnement du tambour selon la revendication 9 ou 10.
EP96401568A 1995-07-21 1996-07-16 Procédé de positionnement à l'arrêt d'une pièce rotative mue par un moteur universel, en particulier du tambour d'une machine à laver à chargement par le dessus, et dispositif de mise en oeuvre Expired - Lifetime EP0754797B1 (fr)

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