FR2618628A1 - Systeme et procede de commande de puissance perfectionnes pour appareils de cuisson avec des modes operatoires transitoires - Google Patents

Abstract

Le système de commande pour le fonctionnement d'un élément chauffant répond au choix d'un réglage choisi par l'utilisateur. Une information sur la température approchée de l'élément chauffant est fournie par un compteur d'énergie de chauffage. Chaque réglage se voit associer une valeur correspondante de la puissance à l'état constant et un comptage prédéterminé correspondant de la puissance à l'état constant. Ce comptage est approximativement proportionnel à la température de fonctionnement à l'état constant de l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne à sa puissance constante. Le compteur est sélectivement incrémenté et décrémenté pour suivre approximativement la température de l'élément lorsque le comptage est respectivement inférieur ou supérieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée. Application aux cuisinières domestiques.

Description

La présente invention concerne un agencement de commande d'énergie pour

éléments chauffants résistifs en général et plus particulièrement pour des éléments chauffants résistifs utilisés comme ensembles de surface dans des appareils de cuisson tels que des cuisinières. La présente invention est un perfectionnement de l'agencement de commande d'énergie qu'on décrit et revendique dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 443 690, lequel utilise un compteur d'énergie de chauffage formant l'objet du brevet des

Etats-Unis d'Amérique n 4 551 618.

Dans l'agencement décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 551 618, un compteur d'énergie de chauffage mis en oeuvre par logiciel fournit une information sur la température approximative des éléments chauffants résistifs pouvant être mis sélectivement sous tension à des puissances diverses en fonction du réglage choisi par l'utilisateur. Le compteur est incrémenté ou décrémenté à des taux qui sont approximativement proportionnels aux vitesses d'augmentation ou de diminution, respectivement, de la température de l'élément chauffant en réponse à des variations du réglage de la puissance permettant de la faire passer à des valeurs plus élevées ou plus faibles, respectivement, de sorte que le comptage du compteur suit approximativement la température de l'élément chauffant. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique -2- 4 443 690, on utilise l'information d'un compteur d'énergie

de chauffage pour lancer des modes de fonctionnement transi-

toires à chauffage rapide, à refroidissement rapide, qui réduisent le temps nécessaire pour que la température de l'élément chauffant réponde aux variations du réglage de

puissance choisi pour l'élément chauffant.

Dans les modes de fonctionnement à chauffage rapide et à refroidissement rapide, l'élément chauffant fonctionne à une puissance supérieure à la valeur choisie pendant un laps de temps prédéterminé lors de la détection d'une variation du réglage de la puissance, le réglage nouvellement choisi

représente une augmentation au-dessus d'un réglage prédéter-

miné de valeur relativement basse, et le comptage du compteur

d'énergie est inférieur à une valeur minimum prédéterminée.

Le réglage de la puissance minimum prédéterminé et le comptage de l'énergie minimum prédéterminée de l'élément chauffant sont employés pour empêcher que la température souhaitée soit dépassée. D'une façon similaire, le mode de fonctionnement à refroidissement rapide est amorcé lorsqu'il y a détection d'un passage à un réglage plus bas, le réglage d'énergie nouvellement choisi est inférieur à un réglage prédéterminé relativement élevé, et le comptage du compteur

d'énergie de chauffage est supérieur à un comptage prédéter-

miné de manière à éviter que la température obtenue ne soit pas inférieure à la valeur souhaitée. Cet agencement diminue sensiblement le temps de réponse par rapport à un agencement classique à boucle ouverte dans les conditions qui provoquent le déclenchement du fonctionnement pour le faire passer au mode transitoire. Etant donné que, dès qu'il est amorcé, le fonctionnement dans l'un ou l'autre des modes transitoires s'effectue pendant des temps prédéterminé indépendant des conditions réelles de marche, le système est relativement imprécis. Par conséquent, les valeurs de seuil pour les réglages de puissance et les durées prédéterminées doivent doivent être choisies de manière relativement prudente pour - 3 éviter que la température recherchée ne soit pas dépassée ou ne soit pas atteinte. Il en résulte que le temps de réponse est surtout augmenté dans les conditions de fonctionnement

relativement extrêmes qui correspondent au passage de régla-

ges très bas à des réglages très élevés ou vice versa. Par conséquent, il existe un besoin pour un agencement de commande utilisant le compteur de l'énergie de chauffage pour fournir une commande plus précise afin de permettre une réponse plus rapide à des variations du réglage de puissance

dans toute la gamme de ces réglages.

En conséquence, la présente invention a pour objet un

système de commande d'énergie pour appareils ménagers em-

ployant des éléments chauffants résistifs qui soit un perfectionnement du système de commande d'énergie décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 4 443 690 et 4 551 618,

qui réduise encore le temps nécessaire pour que la tempéra-

ture de l'élément chauffant atteigne la nouvelle température de fonctionnement en réponse à des variations du réglage de la puissance choisi pour l'élément chauffant dans toute la

gamme des conditions de fonctionnement.

Dans la présente invention, on propose donc un système de commande d'énergie permettant de contrôler la puissance de sortie d'un élément chauffant dans un appareil de cuisson en réponse à un réglage de la puissance choisi par l'utilisateur

dans une multitude de réglages possibles.

Le système de commande d'énergie comprend un moyen de commande d'énergie pour faire fonctionner l'élément chauffant à des valeurs d'énergie différentes en réponse au choix de réglages différents de la puissance, chaque réglage ayant une puissance constante correspondante. Une information sur la température approchée de l'élément chauffant est fournie par un -comptage d'énergie de chauffage. A chaque réglage de puissance est associé un compteur d'énergie à l'état constant

prédéterminé correspondant qui est approximativement propor-

tionnel à la température de fonctionnement à l'état constant - 4 - de l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne à sa valeur de puissance correspondante à l'état constant. Le compteur d'énergie est incrémenté de façon sélective à un taux approximativement proportionnel à la vitesse d'augmentation de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage de l'énergie de chauffage est inférieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance alors appliquée à

l'élément chauffant, et décrémenté à un taux approximative-

ment proportionnel à la vitesse de diminution de la tempéra-

ture de l'élément chauffant lorsque le comptage est supérieur au comptage à l'état constant pour la puissance appliquée. De plus, au moins certains des réglages de puissance présentent chacun un seuil minimum correspondant de comptage qui est inférieur à son comptage à l'état constant et un seuil

maximum qui est supérieur à son comptage à l'état constant.

Le moyen de commande d'énergie comporte un moyen répondant au compteur de l'énergie de chauffage, pouvant être mis en oeuvre pour faire fonctionner l'élément chauffant à une - puissance supérieure à la valeur correspondant au réglage choisi toutes les fois que le comptage de l'énergie de l'élément chauffant est inférieur au seuil minimum pour le réglage de puissance choisi, afin de faire fonctionner l'élément chauffant à une puissance inférieure à la valeur correspondant aU réglage de puissance choisi toutes les fois que le comptage de l'énergie de l'élément chauffant est supérieur au seuil maximum pour le réglage choisi et pour

faire fonctionner l'élément chauffant à la puissance corres-

pondant au réglage choisi lorsque le comptage du compteur d'énergie est compris entre les seuils minimum et maximum, d'o la réduction du temps nécessaire pour que l'élément chauffant atteigne sa température de fonctionnement à l'état constant en réponse à des changements du réglage de puissance choisi. Ces comptages pour les seuils maximum et minimum sont choisis de manière à être suffisamment proches du comptage désiré à l'état constant pour permettre une réponse rapide -5-

sans dépassement de la température désirée.

Alors que dans le mode de réalisation préféré de l'invention l'élément chauffant est suralimenté lorsque le comptage signifie une température inférieure à la température désirée pour le réglage choisi et que l'élément est sous-

alimenté lorsque le comptage signifie une température supé-

rieure à la température cible souhaitée, on remarquera qu'on pourrait démarrer l'un ou l'autre mode de fonctionnement indépendamment l'un de l'autre. C'est ainsi qu'il pourrait être souhaitable de fournir une réponse rapide à des augmentations du réglage de la puissance, par exemple lorsqu'on passe de la position hors marche à un certain réglage de la puissance ou d'un réglage inférieur à un réglage supérieur sans se préoccuper du temps de réponse associé au refroidissement entre un réglage supérieur et un réglage inférieur. Ainsi, en conformité avec un aspect de la présente invention, on pourrait prévoir un agencement de commande d'énergie dans lequel le moyen de commande répond au moyen de compteur d'énergie pour faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance inférieure à la puissance correspondant au réglage choisi toutes les fois que le comptage d'énergie est inférieur au seuil minimum pour le réglage choisi et fait fonctionner l'ensemble à la valeur de la puissance associée au réglage choisi par ailleurs. D'une façon similaire, dans le cas o l'on désirerait ne fournir une réponse rapide qu'à des passages entre un réglage plus élevé et un réglage plus bas, on pourrait fournir un agencement de commande en conformité avec la présente invention qui fasse fonctionner l'élément chauffant à une puissance inférieure à la valeur correspondant au réglage choisi par l'utilisateur lorsque le comptage du compteur d'énergie est supérieur au seuil maximum pour le réglage de puissance choisi et fasse fonctionner l'élément à la valeur

de puissance associée au réglage choisi par ailleurs.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le - 6 - moyen de commande d'énergie fait fonctionner l'élément chauffant à une puissance qui est plus grande selon un nombre prédéterminé de valeurs de la puissance, de préférence trois, à la puissance choisie ou à la puissance maximum, en retenant la valeur la plus faible, lorsque le comptage est inférieure au seuil minimum et fait fonctionner l'élément chauffant à

une puissance qui est plus petite selon un nombre prédéter-

miné de valeurs, également de préférence égal à trois, à la puissance correspondant au réglage choisi ou à la position hors service si le réglage choisi pour la puissance se trouve dans le nombre prédéterminé de valeurs du réglage hors

service, lorsque le comptage est supérieur au seuil maximum.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue en perspective avant d'une partie d'un four électrique employant un agencement de commande de la présente invention; figure 2, un schéma fonctionnel sous forme de blocs, grandement simplifié, de l'agencement de commande de la présente invention; figure 3, une vue à très grande échelle d'une partie du tableau de commande du four de la figure 1, représentant les détails de l'un de ses boutons de commande; figures 4A et 4B, des courbes représentatives de la température en fonction du temps pour l'élément chauffant du type employé dans I'agencement de commande de la figure 2 pour certains réglages de puissance et certaines conditions de charge; figure 5, un graphique du comptage en fonction du temps pour les divers réglages de puissance pour le compteur d'énergie de chauffage dans l'agencement de commande de la figure 2; figure 6, un schéma simplifié d'un circuit de commande selon un mode de réalisation, donné à titre d'illustration, de l'agencement de commande de la présente invention; - 7 - figure 7, un organigramme du sous-programme BALAYAGE

incorporé dans le programme de commande pour le microproces-

seur du circuit de la figure 6; figures 8A et 8B, des organigrammes du sous-programme CHAUFFAGE RAPIDE/REFROIDISSEMENT RAPIDE incorporé dans le programme de commande pour le microprocesseur du circuit de la figure 6; figures 9A et 9B, des organigrammes du sous-programme COMPARAISON DE LA PUISSANCE incorporé dans le programme de commande du microprocesseur du circuit de la figure 6;

figures 10A, 10OB, 10C, des organigrammes du sous-

programme COMPARAISON DE L'ENERGIE DE CHAUFFAGE incorporé dans le programme de commande du microprocesseur du circuit de la figure 6; et figure 11 un organigramme du sous-programme SORTIE DE

PUISSANCE incorporé dans le programme de commande du micro-

processeur du circuit de la figure 6.

La figure 1 illustre une cuisinière électrique 10 incorporant un agencement de commande selon la présente

invention. La cuisinière 10 comporte quatre éléments chauf-

fants classiques à résistance électrique montés en surface

12, 14, 16 et 18 supportés sur une surface 20 horizontale.

Des boutons de commande rotatifs 22, 24, 26 et 28 pouvant être manoeuvrés à la main sont montés sur un panneau de commande 30 et permettent à l'utilisateur de choisir la puissance désirée pour les éléments chauffants 12, 14, 16 et

18, respectivement.

Comme cela est illustré dans le schéma généralisé sous forme de blocs de l'agencement de commande de la cuisinière 10 illustré en figure 2, les éléments chauffants 12, 14, 16 et 18 sont alimentés par le secteur en courant alternatif soit de 120 soit de 240 volts aboutissant à des bornes L1 et L2. Les éléments 12, 14, 16 et 18 sont montés électriquement en parallèle entre les lignes L1 et L2. L'énergie appliquée aux éléments chauffants est commandée par un moyen de - 8 - commutateur 40 qui comporte des moyens de commutateur séparés (a) à 40(d) en série avec chacun des éléments chauffants 12, 14, 16 et 18, respectivement, afin de permettre une commande indépendante de la puissance appliquée à chacun des éléments chauffants. Le moyen de commutateur de chaque

élément est amené à passer aux états conducteur et non-

conducteur en réponse à des signaux de commande développés par un moyen de commande d'énergie 42, signaux qui sont produits en conformité avec le réglage de puissance choisi

par l'utilisateur pour chaque élément chauffant.

Un moyen 44 de sélection de la puissance fournit des signaux de commande de la valeur de la puissance au moyen de commande d'énergie 42 représentant les réglages choisis par la manipulation manuelle des boutons de commande 22 à 28 de la figure 1. Comme on le voit le mieux en figure 3, chaque bouton de commande 22-28 permet à l'utilisateur de choisir

l'un de 10 réglages de la puissance, dont un réglage hors-

service pour l'élément chauffant correspondant. En clair, on peut prévoir un nombre plus ou moins grand de réglages. De plus, on pourrait employer une variante du moyen de sélection des réglages de la puissance par l'utilisateur, par exemple

un clavier numérique.

Dans le mode de réalisation illustré, une période

prédéterminée de commande comprenant un nombre fixe d'inter-

valles de commande est employée comme base de temps pour les commandes d'énergie. Chaque intervalle de commande comprend huit cycles du signal d'alimentation 60 Hz, 240 volts alternatifs, correspondant à une période d'environ 133 millisecondes. Chaque période de commande comprend 128 intervalles de commande correspondant à une période d'une durée d'environ 17 secondes. Les durées pour l'intervalle de commande et pour la période de commande ont été choisies de manière à fournir une gamme satisfaisante de valeurs de puissance pour l'exécution de la cuisson désirée, ce qui pourrait être mis en oeuvre en utilisant des dispositifs de - 9 commutation par relais et être programmé pour faire une

utilisation efficace de la mémoire du microprocesseur.

Chaque élément chauffant est amené à conduction pendant un nombre particulier d'intervalles de commande lors de chaque période de commande selon l'énergie désirée à la sortie, ce qui à l'état constant est basé sur le réglage de puissance correspondant choisi par l'utilisateur. Le rapport

entre les intervalles conducteurs de commande et les inter-

valles totaux de commande dans la période de commande,

exprimé en pourcentage, est appelé ci-après cycle opératoire.

Le Tableau 1 indique le temps en service en pourcentage et le nombre des intervalles de commande conducteurs par période de commande pour chacune des dix valeurs de la puissance. On a déterminé empiriquement le cycle opératoire pour chacune des valeurs de puissance de manière à obtenir la gamme désirée des températures permettant une cuisson satisfaisante. On comprendra qu'on peut utiliser d'une façon similaire des intervalles de commande et des périodes de commande d'une durée plus ou moins grande ainsi que d'autres cycles opératoires.

Tableau I

Col. 1 Col. 2 Col. 3 Col. 4 Réglage Temps en Intervalles Comptage CE C Comptage CE C Comptage CE C de puissance service de commande en à l'état du seuil du seuil (%) service par période constant minimum maximum de commande

Hors-service0 0 -...

1 3 4 2048 512 5120

2 8 10' 2048 512 5120

3 15 18 4096 2048 6144

4 20 26 4096 2048 6144

33 42 4096 2048 6144

6 41 53 6144 4096 7168

7 50 64 6144 4096 7168

8 72 96 8192 5120 --

9 100 128 8192 5120 --

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Un compteur 46 de l'énergie de chauffage est prévu pour chaque élément chauffant de manière à fournir une information approximative sur la température de l'élément chauffant au lieu d'un capteur de température. Chaque réglage de puissance a un comptage correspondant de l'énergie de chauffage à l'état constant, prédéterminé, établi de manière

empirique. Ce comptage à l'état constant est approxima-

tivement proportionnel à la température à l'état constant de

l'élément chauffant lors du fonctionnement dans des condi-

tions constantes à la valeur de la puissance correspondant à

ce réglage.

Un moyen 48 de commande de compteur répond au moyen de commande d'énergie 42 pour incrémenter sélectivement le moyen 46 de compteur d'énergie à des taux incrémentiels qui sont approximativement proportionnels au taux d'augmentation de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage du compteur d'énergie est inférieur au comptage à l'état constant pour le réglage sélectionné de la puissance, ce qui

signifie que l'élément chauffant n'a pas atteint la tempéra-

ture à l'état constant pour le réglage choisi. D'une façon similaire, le compteur d'énergie de chauffage est décrémenté à un taux qui est approximativement proportionnel au taux d'augmentation de la température de l'élément chauffant, lorsque le comptage du compteur d'énergie de chauffage est inférieur au comptage à l'état constant pour le réglage choisi de la puissance, ce qui signifie que l'élément chauffant est à une température supérieure à la température

désirée pour le réglage choisi de la puissance. En incrémen-

tant et décrémentant le compteur 46 de cette manière, le comptage du moyen de compteur 46 est approximativement proportionnel à la température de cet élément chauffant ce qui fournit une mesure approchée de la température de cet élément. On se rappellera qu'un objet de l'agencement de commande de la présente invention est de proposer un

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agencement perfectionné de commande d'énergie qui utilise l'information du compteur d'énergie de chauffage pour fournir une réponse plus précise et plus rapide aux variations du réglage de la puissance que dans le cas de l'agencement de commande décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 443 690. A cet effet, selon la présente invention, à chaque réglage de la puissance est associé un comptage d'un seuil minimum correspondant qui est inférieur à son comptage à l'état constant et un comptage prédéterminé de seuil maximum qui est supérieur au comptage à l'état constant. Le moyen 42 de commande d'énergie répond au moyen 46 de compteur d'énergie de manière à faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance inférieure à la valeur associée au réglage de puissance choisi toutes les fois que le comptage est inférieur au comptage du'seuil minimum pour le réglage de puissance choisi, et pour faire fonctionner l'élément chauffant à une puissance inférieure à la valeur associée au réglage choisi pour la puissance toutes les fois que le comptage d'énergie de chauffage est supérieure au comptage du seuil maximum pour le réglage choisi, d'o la réduction du temps nécessaire pour que l'élément chauffant atteigne sa température de fonctionnement à l'état constant en réponse à des changements du réglage choisi pour la puissance. Les comptages prédéterminés à l'état constant et des seuils maximum et minimum pour chaque valeur de la

puissance sont également indiqués dans le Tableau 1.

Ces comptages des seuils maximum et minimum ont été choisis empiriquement pour fournir des temps de réponse acceptables pour des changements du réglage de la puissance dans le circuit du mode de réalisation, donné à titre

d'illustration, sans qu'il y ait dépassement de la tempéra-

ture cible ou non atteinte de cette température. Pour les réglages de puissance 1-2, le comptage du seuil minimum de 512 (K) correspond à une température d'environ 65 C et le comptage maximum de 5120 correspond às une température

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d'environ 370 C; pour les réglages 3-5, le comptage minimum de 2K correspond à une température d'environ 160 C et le comptage maximum de 6K correspond à une température d'environ 440 C; pour les réglages 6-7, le comptage minimum de 4K et le comptage maximum de 7K correspondent à une gamme de tempéra- tures de 300-510 C; et pour les réglages 8-9, le comptage

minimum de 5K correspond à une température d'environ 370 C.

Dans le mode de réalisation donné à titre d'illustration, l'élément chauffant peut être porté jusqu'à trois valeurs de puissance supérieures à la valeur associée au réglage choisi sans dépassement substantiel lorsque la température, telle qu'elle est représentée par le comptage, est inférieure à la température minimum de référence. D'une façon similaire, la sous-alimentation de l'élément par trois valeurs de puissance ne se traduira pas par une insuffisance importante lorsque la température de l'élément, telle qu'elle est indiquée par le

comptage, est supérieure à la température du seuil maximum.

On remarquera que la précision du système pourrait être encore affinée en prévoyant des seuils pour chaque réglage individuel de la puissance pour le coût d'une mémoire

supplémentaire de microprocesseur.

Comme cela est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 443 690 mentionné ci-dessus, l'utilisation d'un compteur pour poursuivre approximativement la température d'un élément chauffant est basée sur la notion que la

température d'un élément chauffant reflète l'équilibre éner-

gétique net de cet élément. Lorsqu'on applique initialement de l'énergie à l'élément chauffant à la température ambiante, une certaine énergie est ajoutée à cet élément à partir de l'alimentation à un taux supérieur à celui avec lequel l'élément chauffant dissipe l'énergie par rayonnement et conduction et transfert de la chaleur à l'environnement, ce qui se traduit par une augmentation nette de la valeur de l'énergie pour l'élément. Cette augmentation nette de la valeur de l'énergie se traduit par une augmentation de la

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température de l'élement chauffant. Finalement, l'élément chauffant atteint une température à laquelle il dissipe de

l'énergie à un taux égal à l'énergie fournie par l'alimenta-

tion, moment auquel il y a nivellement de la température, et le système fonctionne dans sa phase, ou mode, à l'état

constant. Lorsque l'élément chauffant n'est plus sous ten-

sion, il dissipe de l'énergie, ce qui se traduit par une diminution de la température jusqu'à ce que sa température

revienne à la température ambiante.

En incrémentant et décrémentant un compteur à des taux qui se rapprochent de ceux auxquels l'équilibre énergétique net de l'élément chauffant augmente ou diminue, le comptage

donné par le compteur d'énergie à tout instant est approxima-

tivement proportionnel à la valeur nette de l'énergie caractérisée par une température particulière. Ainsi, il est

possible de déterminer empiriquement les taux d'incrémenta-

tion du compteur pour chaque valeur de la puissance, qui sont approximativement proportionnels au taux de l'augmentation de la température ou de l'augmentation de l'énergie pour l'élément chauffant pour cette valeur particulière de la puissance; et des taux de décrémentation de compteur pour chaque valeur de la puissance qui sont approximativement proportionnels au taux de diminution de la température, ou de diminution de l'énergie, pour l'élément chauffant lorsque cet élément se refroidit jusqu'à la température à l'état constant pour la valeur de l'énergie appliquée. En incrémentant ou décrémentant le compteur au taux approprié pour la valeur de

l'énergie appliquée, le comptage du compteur est approxima-

tivement proportionnel à la température de l'élément chauf-

fant.

- Comme cela est illustré par les courbes de la température en fonction du temps des figures 4A et 4B, la réponse en température des éléments chauffants résistifs du type qu'on utilise normalement pour les appareils de cuisson lorsqu'ils sont alimentés à la température ambiante peut être généralement caractérisée par des courbes de chauffage comprenant une phase d'échauffement et une phase à l'état

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constant; et lorsque l'alimentation est coupée, la réponse en température peut être caractérisée par une phase de refroidissement. Les courbes pour un élément chauffant typique utilisé comme ensemble de surface dans une cuisinière électrique indiquées en figures 4A et 4B représentent,

respectivement, le fonctionnement à pleine puissance et à mi-

puissance. L'élément chauffant est à la température ambiante lorsqu'il est mis sous tension pour la première fois et la valeur appropriée de la puissance est appliquée jusqu'à ce

qu'il y ait atteinte de la température à l'état constant.

L'élément chauffant fonctionne à cette valeur à l'état constant jusqu'à ce qu'il y ait coupure de l'alimentation, instant auquel l'élément chauffant se refroidit jusqu'à la

température ambiante.

Les courbes 52 et 54 de la figure 4A représentent des courbes thermiques pour l'élément chauffant fonctionnant à % de puissance, en l'absence d'un ustensile sur l'ensemble de surface et avec un ustensile contenant deux litres d'eau, respectivement. La courbe 56 représente une approximation linéarisée de la courbe pour 100% de la puissance. La pente de la partie 56A de la courbe représente un taux d'incrémentation du compteur de 1920 comptages par période de commande qui est celui mis en oeuvre dans le mode de réalisation illustré pour le compteur lorsque la valeur 9 pour la puissance est choisie et que le comptage est inférieur à 2K. La partie 56B représente un taux d'incrémentation de 1024 comptages par période de commande qui est mis en oeuvre lorsque le comptage est supérieur à 2K et inférieure à 8K (voir tableau 2). La partie horizontale 56C de la courbe représente le comptage à l'état constant du compteur pour la valeursélectionnée de la puissance, qui dans le mode de réalisation illustré est réglé à 8192 pour la valeur 9 de la puissance. Les pentes des parties 56D, E, F, G et H représentent les taux pour

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décrémenter le compteur 46 lorsque l'élément est coupé, lorsque le comptage est compris entre 6K et 8K, 4K et 6K, 2K et 4K, 1K et 2K, et 01K, respectivement, soit dans le mode de réalisation illustré 1024, 512, 256, 64 et 16 comptages par période de commande, respectivement.

Les courbes 62, 64 représentent la température analo-

gique en fonction du temps dans le cas de l'absence de charge et d'une charge constituée de deux litres d'eau pour l'élément chauffant 12 fonctionnant à la moitié de sa puissance ou à un cycle opératoire de 50%. La courbe 66

représente l'approximation linéarisée de la courbe correspon-

dant à une puissance de 50%. La partie 66A de la courbe 66 représente un taux incrémentiel de 960 comptages par période de commande. La partie 66B représente un taux incrémentiel de 256 comptages par période de commande. La partie horizontale 66C représente un comptage de 6144 (6K) qui est le comptage à l'état constant pour les valeurs 6 et 7 de la puissance. Les

pentes des parties 66D-66H représentent -les taux décrémen-

tiels mis en oeuvre lorsque l'élément est coupé, lesquels sont les mêmes pour les parties comparables de la courbe 56

qu'on a décrite ci-dessus.

Comme cela est suggéré par les courbes des figures 4A et 4B, à un premier degré d'approximation pour la plupart des ustensiles classiques, les pentes des courbes de chauffage

sont indépendantes des conditions de charge.

Les taux d'incrémentation et de décrémentation asso-

ciés à chaque valeur de la puissance sont indiqués dans le tableau II en étant exprimés en comptages totaux par période -de commande. Ces taux sont également illustrés graphiquement en figure 5. Les taux sont choisis empiriquement pour fournir une approximation linéaire parcellaire de la courbe de la température en fonction du temps pour l'élément chauffant du mode de réalisation illustré pour chacune des valeurs

disponibles de la puissance.

On doit comprendre que les taux particuliers choisis

dépendent des caractéristiques de l'élément chauffant lui-

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même ainsi que du cycle opératoire auquel il fonctionne.

Ainsi, on doit déterminer empiriquement les taux pour le système particulier dans lequel on doit employer l'agencement

du compteur.

TABLEAU II

Taux incrémentiel CEC Taux décrémentiel CEC (Comptages/période de commnande) (Comptages/période de commande) Valeur de la 1 0 puissance Olt 1K-2 2K-4t 4K-6K 6K-Om 8K-' 6K-4K K-2K 2K-1K 1K-O0 Hors- service - - - 1024 512 256 64 16

1 128 32 - - - 384 192 64 - -

2 320 80 - - - 960 480 160 - --

3 576 576 144 - - 288 144 - - -

4 832 832 208 - - 416 208 - - -

1344 1344 336 - - 672 336 - - -

6 848 848 848 212 - 424 - - -

7 1024 1024 1024 256 - 512 - - -

8 1536 1536 768 768 768 - - - -

9 2048 2048 1024 1024 1024 - - - -

On pourrait employer diverses techniques d'approxima-

tion pour arriver au taux d'incrémentation désiré pour chaque réglage de la puissance, en fonction du degré de précision désiré. Les approximations linéaires fournies par les taux d'incrémentation et de décrémentation par période de commande dans le tableau 2 se sont avérées donner des résultats satisfaisants pour les fonctions exécutées par l'agencement de commande de la présente invention. On remarquera dans le

graphique de la figure 5 qu'il y a certains chevauchements.

Cela provient d'un compromis entre la précision de l'approxi-

mation et l'aspect économique de la mise en oeuvre. Si on désire une plus grande précision, on pourra déterminer empiriquement des taux qui sont plus précisément adaptés à chaque réglage de la puissance et procéder plus facilement à une mise en oeuvre au coût d'une augmentation substantielle de la capacité de stockage nécessaire dans la mémoire du microprocesseur. Dans le mode de réalisation illustré, le taux de

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décrémentation indiqué par la courbe 77 en figure 5 est

employé lorsqu'on choisit le réglage "hors service". Cepen-

dant, lorsque l'élément se refroidit à la suite du passage d'un réglage de puissance élevée à un réglage plus faible, l'élément reste sous tension. Ainsi, il se refroidit beaucoup plus lentement. Il est tenu compte de cet effet dans le mode de réalisation illustré en sélectionnant empiriquement des taux de décrémentation pour chaque réglage de la puissance qui sont approximativement proportionnels à la vitesse de la variation de la température de l'élément chauffât lorsqu'il se refroidit jusqu'à la température à l'état constant associée à la valeur choisie pour la puissance à partir de la

valeur associée au réglage choisi antérieurement.

Comme cela est représenté en figure 5 et également dans le Tableau I, les comptages à l'état constant sont fournis pour des groupes de réglages de la puissance afin d'économiser la capacité de stockage de la mémoire à des fins de commande. Plus spécialement, un premier groupe comprenant les réglages 1 et 2 a un comptage à l'état constant de 2048 (2K); un second groupe comprenant les réglages 3-5 a un comptage à l'état constant de 4096 (4K); un troisième groupe comprenant les réglages 6-7 a un comptage à l'état constant de 6144 (6K); et un quatrième groupe comprenant les réglages 8-9 a un comptage à l'état constant de 8192 (8K). On a déterminé empiriquement que ces groupes et comptages donnent des approximations satisfaisantes de la température maximum de l'élément chauffant pour chacun des réglages. Evidemment, on obtiendrait une approximation plus précise si on utilisait un comptage différent à l'état constant pour chaque réglage

individuel de la puissance.

Une technique de mise en oeuvre du comptage du compteur d'énergie de chauffage pour se rapprocher de la température d'un élément chauffant lorsqu'on utilise une commande de la puissance du cycle opératoire consiste à incrémenter le compteur à un certain taux lors de chaque

- 18 -

intervalle de commande lorsque l'élément chauffant est sous tension et de décrémenter le compteur lors des intervalles de commande o il n'est pas sous tension de sorte que pendant

une période de commande quelconque le compteur sera incré-

menté lors d'un certain nombre d'intervalles de commande et décrémenté pendant d'autres intervalles, le résultat net à la fin de la période de commande étant une augmentation ou une diminution nettes du comptage par rapport au commencement de l'intervalle de commande. Dans le mode de réalisation illustré, un taux d'incrémentation est choisi qui fournit l'augmentation nette désirée du comptage à la fin de chaque période de commande représentant l'augmentation approximative en température de l'élément chauffant pendant la période de

commande pour le cycle opératoire auquel l'élément fonction-

ne. Cela est effectué en procédant à une incrémentation à des taux prédéterminés pendant les intervalles de commande sous tension et en conservant le comptage à l'état constant

pendant les intervalles de commande hors tension.

En liaison maintenant avec la figure 6, on a représen-

té, sous forme schématique simplifiée, un circuit de commande à base de microprocesseur qui met en oeuvre l'agencement de commande de la présente invention. L'énergie appliquée aux éléments de chauffage 12, 14, 16 et 18 est fournie par l'application d'un signal d'alimentation standard de 60 Hz

d'une tension de 240 volts aux bornes L1 et L2. Naturelle-

ment, on pourrait employer de la même façon un signal de 120 volts. Les éléments de chauffage 12, 14, 16 et 18 sont disposés en étant électriquement en parallèle entre les lignes L1 et L2 via un réseau de relais RL1, RL2, RL3 et RL4, chacun comportant deux jeux de contacts a et b qui sont connectés entre l'élément chauffant et les lignes L1 et L2,

respectivement, pour les éléments 12, 14, 16 et 18, respec-

tivement. Les signaux de commande pour l'ouverture et la

fermeture des relais RL1-RL4 sont fournis par un microproces-

19 - seur 102 qui, dans le mode de réalisation illustré, est un microprocesseur de la série dite TMS 1000 de la société dite Texas Instruments. Un signal de 60 Hz est produit par un détecteur classique 103 de passage par zéro et appliqué au point d'entrée K8 du microprocesseur afin de synchroniser le fonctionnement du système avec les passages par zéro du signal d'alimentation appliqué aux bornes L1 et L2. Les signaux de commande des relais provenant des points de sortie

R4-R7 sont appliqués aux bobines RLC1 à RLC4 des relais RL1-

RL4, respectivement, par un circuit 104 d'attaque de relais.

Ces signaux de commande sont produits par le microprocesseur 102 en conformité avec la valeur de la puissance choisie par

l'utilisateur d'une manière qu'on décrira ci-après.

Un moyen pour permettre à l'opérateur de choisir la valeur qu'il désire pour la puissance de chacun des éléments chauffants 12, 14, 16 et 18 est fourni par un moyen de sélection de puissance, représenté dans ses grandes lignes par la référence 108. Le moyen 108 comprend un jeu de quatre potentiomètres 110-116 montés en parallèle, pour la commande des éléments chauffants 12, 14, 16 et 18 repectivement. Une

tension de référence constante est appliquée aux potentiomè-

tres 110-116. Des curseurs 110(a), 112(a), 114(a) et 116(a) pour les potentiomètres 110-116, respectivement, sont placés en conformité avec les réglages choisis pour la puissance par l'opérateur lorsqu'il manipule les boutons de commande corerspondants 22-28. Un moyen classique 118 de convertisseur analogique/numérique procède au balayage du réglage de chaque potentiomètre 110-116 pour fournir un signal numérique - d'entrée au microprocesseur 102 qui représente la valeur de la puissance choisie pour chaque élément chauffant. Les signaux de balayage sortent du microprocesseur 102 à des points O0 à O4. Le signal représentant la valeur de la puissance est entré dans le microprocesseur 102 à un point K1.

On décrira maintenant le programme de commande.

- 20 -

Le microprocesseur 102 est spécialisé dans le but d'exécuter les fonctions de commande de la présente invention par une configuration permanente de la mémoire morte du

microprocesseur dans le but de mettre en oeuvre des instruc-

tions prédéterminées de commande. Les figures 7-11 sont des organigrammes illustrant les sous-programmes de commande incorporés dans le programme de commande du microprocesseur 102 dans le but d'exécuter les fonctions de commande en conformité avec la présente invention. A partir de ces organigrammes, le technicien spécialisé en programmation peut préparer un jeu d'instructions pour stockage permanent dans la mémoire morte du microprocesseur 102. Pour simplifier et

rendre l'explication plus brève, on décrira les sous-

programmes de commande à suivre en liaison avec la commande de l'élément chauffant 12. On doit comprendre que, pour le système de commande de la figure 1, les sous-programmes sont exécutés une fois pour chacun des éléments chauffants 12-18 lors de chaque intervalle de commande. On doit comprendre en outre qu'en plus des fonctions de commande du présent agencement de commande, il peut y avoir d'autres fonctions de

commande à exécuter en conjonction avec d'autres caractéris-

tiques opératoires du dispositif. Les instructions pour

l'exécution des sous-programmes décrits dans les organigram-

mes peuvent être entremêlées avec des instructions et des sous-programmes pour d'autres fonctions de commande qui ne

font pas partie de la présente invention.

Le programme de commande est constitué d'une suite de

sous-programmes illustrés dans les organigrammes. Le program-

me de commande boucle un cycle lors de chaque intervalle de commande pour chaque élément chauffant. On remarquera que le circuit de commande est continuellement sous tension alors que l'appareil est branché quel que soit le réglage de

puissance choisi. Une description de chaque sous-programme,

en liaison avec l'organigramme, suit.

On décrira tout d'abord le sous-programme de balayage (Fig.7).

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La fonction de ce sous-programme est de balayer les potentiomètres d'entrée commandés par l'opérateur afin de déterminer le réglage de puissance choisi pour chacun des éléments chauffants. Lors de l'exécution de ce sous-programme pour un élément chauffant particulier, il y a balayage du

potentiomètre associé à cet élément chauffant.

On se rappellera qu'il y a dix réglages possibles pour la puissance, lesquels sont représentés par des signaux numériques correspondant aux numéros des réglages allant de 0 à 9. Dans ce programme, PLR est un mot numérique à quatre bits qui initialise la tension de référence dans le schéma de conversion A/N via une partie d'un réseau résistif à échelle du convertisseur A/N 118. PLR est modifié en fonction d'une technique d'approximations successives et la tension produite dans le convertisseur A/N est alors comparée à la tension aux

bornes du potentiomètre correspondant 110-116 afin de déter-

miner la valeur choisie pour la puissance.

La recherche commence avec PLR égal à 8 (PLR--1000) (bloc 130). L'interrogation 132 détermine si le réglage de la puissance choisi par l'opérateur est élevé (K1=1) ou faible (K1=0). Si le réglage est élevé, PLR est initialisé à 12 par initialisation du bit 2 (PLR--1000) (bloc 134) . Si le réglage est faible, PLR est initialisé à 4 en remettant à zéro le bit 3 (bloc 136) et en initialisant le bit 2 (bloc

134) (PLR-- 0100).

L'interrogation 138 détermine si le réglage est plus grand ou plus petit que la valeur PLR alors présente. Si le réglage est plus élevé (K1=1), PLR est alors augmenté de 2 par initialisation du bit 1 (bloc 140). Si le réglage est plus petit (K1=0), PLR est diminué de 2 par remise à zéro du

bit 2 (bloc 142) et initialisation du bit 1.

L'interrogation 144 détermine si la valeur présente de PLR est supérieure ou inférieure à la référence. Si elle est supérieure, PLR est augmenté de 1 par initialisation du bit 0

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(bloc 146). Si elle est plus faible, PLR est diminué de 1 par

remise à zéro du bit 1 (bloc 148).

* L'interrogation 150 répète le test de valeur plus élevée ou plus faible concernant la valeur choisie. Si la valeur est plus élevée, la variable KB représentant le réglage choisi pour la puissance se voit affecter la valeur PLR (bloc 102). Si elle est plus faible, PLR est réduit de 1 par remise à zéro du bit 0 (bloc 54) et alors KB se voit affecter la valeur PLR (bloc 152). La variable M (KB) représentant la valeur réelle de la puissance à appliquer se voit affecter la valeur KB (bloc 155). M (KB) est utilisé dans le sous-programme de comparaison des puissances (Figures 9A et 9B) pour déterminer la valeur de la puissance appliquée à l'élément chauffant. Dans des conditions de fonctionnement à l'état constant, M(KB) est identique à KB. Cependant, dans

les modes transitoires à Chauffage Rapide et à Refroidis-

sement Rapide, M(KB) peut être différent de KB, comme on le

décrira en liaison avec les figures 8A et 8B.

Le compteur principal (ZCM) est incrémenté (bloc 156).

Le comptage ZCM est vérifié par l'interrogation 138. S'il est supérieur à 128, ZCM est remis à zéro (bloc 160). Le programme se branche alors (bloc 162) sur le sous-programme

Test d'Entrée, figure 9.

On décrira maintenant le sous-programme Chauffage

Rapide/Refroidissement Rapide, figures 8A et 8B.

Ce sous-programme répond au comptage du compteur d'énergie de chauffage et sa fonction est de substituer une valeur de puissance plus grande ou plus petite que la puissance à l'état constant associée au règlage choisi pour la puissance lorsque le comptage du compteur d'énergie de chauffage signifie que le fonctionnement dans les modes Chauffage Rapide ou Refroidissement Rapide, respectivement, est ordonné. Dans ce sousprogramme, le comptage du compteur d'énergie de chauffage est comparé au comptage des seuils minimum et maximum pour le réglage choisi de la puissance

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afin de déterminer si le fonctionnement dans le mode

Chauffage Rapide ou Refroidissement Rapide est demandé.

Lorsque le comptage du compteur de l'énergie de chauffage est inférieur au comptage du seuil minimum pour la valeur choisie de la puissance, la valeur de la puissance sera ajustée vers le haut par trois valeurs de puissance ou à la valeur de

puissance maximum si la valeur choisie se trouve à l'inté-

rieur de trois valeurs de la puissance maximum. D'une façon similaire, si le comptage est supérieur au comptage maximum pour le réglage choisi de la puissance, la valeur de la puissance à appliquer sera abaissée par trois valeurs de puissance ou jusqu'au réglage le plus faible de la puissance, c'est-à-dire "hors service", si le réglage choisi pour la puissance se trouve à l'intérieur de trois valeurs du réglage

"hors-service".

En liaison maintenant avec l'organigramme de la figure 8A, dans le cas o l'un des réglages 1 ou 2 de la puissance est choisi comme cela est déterminé par l'interrogation 170, l'interrogation 172 vérifie si le comptage est inférieur au comptage du seuil minimum pour ces trois réglages de la puissance, 1/2K. Si tel est le cas, une variable M(KB) représentant la valeur de la puissance à appliquer à l'élément chauffant est incrémentée de 3 (bloc 174) et le programme se branche (bloc 176) sur le sous-programme de comparaison des puissances (figure 9A). Si le comptage n'est pas inférieur à 1/2 K, l'interrogation 178 détermine si le comptage est supérieur au comptage du seuil maximum pour les réglages 1 et 2 de 5K. Si tel est le cas, M(KB) est initialisé à zéro, représentant le réglage "hors-service"

(bloc 180) et le programme se branche (bloc 176) sur le sous-

programme de comparaison des puissances.

D'une façon similaire, si l'un des réglages de la puissance 3, 4 ou 5 est choisi comme cela est déterminé par l'interrogation 182, l'interrogation 184 détermine si le comptage est inférieur au comptage du seuil minimum pour les

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réglages de puissance 2K. Si tel est le cas, M(KB) est augmenté de 3 (bloc 86) et le programme se branche (bloc 176) sur le sous-programme de comparaison des puissances. Si le comptage n'est pas inférieur à 2K, l'interrogation 188 détermine si le comptage est supérieur à 6K, comptage du seuil maximum pour ces réglages de la puissance. Si tel est le cas, le réglage de la puissance est réduit par 3 (bloc

) et le programme se branche (bloc 176) sur le sous-

programlme de comparaison des puissances.

En liaison maintenant avec l'organigramme de la figure 8B, si l'un des réglages de la puissance 6 et 7 est choisi,

comme cela est déterminé par l'interrogation 192, l'interro-

gation 194 détermine si le comptage CEC est inférieur au comptage du seuil minimum 4K. Si tel est le cas, la valeur de la puissance appliquée M(KB) est augmentée jusqu'au réglage de puissance 9 (bloc 196) et le programme se branche (bloc 198) sur le sous-programme de comparaison des puissances. Si le comptage n'est pas inférieur à 4K, l'interrogation 200 détermine si le comptage est supérieur au comptage du seuil maximum 7K. Si tel est le cas, le réglage de la puissance est réduit de 3 (bloc 202) et le programme se branche (bloc 198)

sur le sous-programme de comparaison des puissances.

Si l'une des valeurs de la puissance 8 et 9 est choisie comme cela est déterminé par l'interrogation 204, l'interrogation 206 détermine si le comptage du compteur d'énergie de chauffage est inférieur au comptage du seuil minimum de 5K pour ces réglages de la puissance. Si tel est le cas, M(KB) est initialisé à 9, réglage maximum de la puissance. Si tel n'est pas le cas, le programme se branche simplement (bloc 198) sur le sousprogramme de comparaison des puissances. Si le réglage choisi pour la puissance KB n'est pas l'un des réglages 1-9 (un NON à l'interrogation 204), l'ensemble fonctionne dans le mode "hors-service" (KB=0) et le programme se branche simplement (bloc 210) sur le sous-programme de comparaison des puissances de la figure

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9A. On décrira maintenant le sous-programme de comparaison

des puissances, figures 9A-9C.

Ce sous-programme détermine, pendant chaque intervalle de commande, si oui ou non l'élément chauffant doit être mis sous tension pendant l'intervalle de commande suivant. Cela est effectué en comparant le comptage du compteur principal (ZCM) à un nombre correspondant au nombre d'intervalles de commande pour lesquels l'élément chauffant est mis sous tension par période de commande de manière à mettre en oeuvre le cycle opératoire pour la valeur de la puissance à appliquer. Pour M(KB)=0 représentant le réglage "hors-service", l'interogation 220 et le bloc 224 dirigent le programme vers le sous-programme de Décrémentation du Compteur DLCEC (figure -9C) après remise à zéro de la bascule de sortie de puissance (BSP) (bloc 222) utilisée dans le sous-programme de Sortie de Puissance (figure 11). Pour M(KB) représentant les réglages 1-5 de la valeur de la puissance (Interrogations 226-234), le comptage ZCM est comparé aux comptages de référence 4, 10, 18, 26 et 42, respectivement (Interrogations 236-244). Si la valeur de la puissance à appliquer correspond à l'une des valeurs 1-2 et que le comptage ZCM est inférieur à la référence correspondant à cette valeur de la puissance,

l'élément chauffant sera mis sous tension pendant l'inter-

valle de commande suivant et le programme se branche (bloc

245) sous le sous-programme du Compteur d'Energie de Chauf-

fage, point d'entrée MACEC (figure 10A), pour incrémenter le

compteur d'énergie du taux approprié pour la valeur appli-

cable de la puissance. Pour les valeurs 3-5 de la puissance, lorsque le comptage ZCM est inférieur à la référence correspondante, le programme se branche (bloc 246) sur le point d'entrée MBCEC du sous-programme du Compteur d'Energie de Chauffage de manière à incrémenter le compteur de l'énergie de chauffage au taux approprié pour la valeur

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applicable de la puissance. Si le comptage ZCM n'est pas inférieur à la valeur de référence correspondante pour la valeur applicable de l'énergie, BSP est remis à zéro (bloc

248) et le programme se branche (bloc 250) sur le sous-

programme de Sortie de Puissance. Si la valeur applicable de la puissance n'est pas l'une des valeurs 1-5, le programme se

poursuit à "Comparaison II" (figure 9B).

En liaison maintenant avec la figure 9B, les interro-

gations 252, 254 et 256 déterminent si la valeur de la puissance applicable correspond aux valeurs 6, 7 ou 8, respectivement; les valeurs de référence correspondantes sont 53, 72 et 96, respectivement. Si la valeur applicable de la puissance est 6 ou 7 et que le comptage ZCM est inférieur à la valeur de référence correspondante telle qu'elle est déterminée par les interrogations 258-260, respectivement,

l'élément chauffant sera mis sous tension pendant l'inter-

valle de commande suivant, et le programme se branche (bloc 262) sur le sous-programme de Comparaison de l'Energie de Chauffage, point d'entrée MCCEC (figure 10A) pour incrémenter le compteur d'énergie de chauffage au taux approprié. Pour la valeur 8 de la puissance, l'interrogation 266 compare le comptage ZCM au comptage de référence en 96 pour la valeur 8 de la puissance. Si le comptage est inférieur à la valeur de

référence, l'élément chauffant sera alimenté pendant l'inter-

valle de commande suivant et le programme se branche (264) sur le point d'entrée MDCEC du sous-programme du Compteur d'Energie de Chauffage. Si l'une des valeurs 6-8 de la puissance doit être appliquée mais que le comptage est supérieur à la valeur de référence correspondante, l'élément chauffant ne sera pas mis sous tension pendant l'intervalle de commande suivant. BSP est remise à zéro (bloc 266) et le programme se branche (bloc 268) sur le sous-programme de

Sortie de Puissance (figure 11).

De plus, si la réponse à l'interrogation 340 est NON, le choix doit représenter la valeur 9 de la puissance, qui

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correspond à la valeur maximum de la puissance. Pour la valeur 9 de la puissance, l'élément chauffant est mis sous tension lors de chaque intervalle de commande. Lors de l'application de la valeur 9 de la puissance à l'élément chauffant, le programme se branche (bloc 264) sur le sous- programme de Comparaison de l'Energie de Chauffage au point

d'entrée MDCEC (figure 11).

On décrira maintenant le sous-programme de commande du

compteur de l'énergie de chauffage, figures 10A et 10B.

Ce sous-programme exécute la fonction du moyen 48 de commande du compteur, figure 2, en incrémentant le compteur d'énergie de chauffage (CEC) au taux associé à la valeur de la puissance à laquelle fonctionne l'élément chauffant, chaque fois que le comptage CEC est inférieur au comptage à l'état constant pour cette valeur de la puissance et en décrémentant le compteur à un taux associé à la valeur applicable de la puissance lorsque le comptage est supérieur au comptage à l'état constant pour cette valeur de la puissance. Lorsque l'élément chauffant doit être mis sous tension pendant l'intervalle de commande suivant, comme cela est déterminé par le sous-programme de Comparaison des Puissances décrit ci-dessus, ce sousprogramme est entré à l'un des points MACEC-MDCEC en fonction de la valeur de la puissance appliquée à l'élément chauffant. Après entrée à l'un de ces points, le compteur de l'énergie de chauffage est

incrémenté du nombre approprié prédéterminé de comptages.

Après incrémentation ou décrémentation appropriée du compteur de l'énergie de chauffage, la bascule de sortie de puissance (BSP) est chargée. BSP est utilisé dans le sous-programme de Sortie de Puissance pour commander le relais de contrôle de l'élément chauffant. Lorsque BSP est initialisé, un signal sera produit en R4 au commencement de l'intervalle de

commande suivant pour l'élément chauffant 12 afin de mainte-

nir les contacts RL1A et RL1B à l'état fermé pendant la durée de cet intervalle de commande. Ce sous-programme n'est entré

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qu'à l'un des points MACEC-MDCEC, et par conséquent le compteur de l'énergie de chauffage est seulement incrémenté, lorsque le sousprogramme de Comparaison des Puissances détermine le fait que l'élément chauffant doit être mis sous tension pendant l'intervalle de commande suivant. En liaison maintenant avec l'organigramme de la figure

1OA, s'il y a choix des valeurs 1-2 de la puissance, ce sous-

programme est entré au point MACEC. L'interrogation 270 détermine si le compteur de l'énergie de chauffage a atteint le comptage 1K. Si le comptage est inférieur à 1K, le compteur est incrémenté de 32 comptages (bloc 272) et la bascule d'alimentation (BSP) est chargée (bloc 274). Cela incrémente le compteur aux taux de 128 et 320 comptages par période de commande pour les valeurs 1 et 2, respectivement, lorsque le comptage est inférieur à 1K. L'initialisation de BSP a pour effet que le relais de commande de l'élément chauffant se ferme pendant l'intervalle de commande suivant.

Si le comptage est supérieur à 1K mais inférieur à 2K, comme cela est déterminé par l'interrogation 276, le compteur de l'énergie de chauffage est incrémenté de 8 comptages (bloc 178) correspondant à un taux de 32 ou 80 comptages par période de commande pour les valeurs 1 et 2, respectivement,

et le programme passe au bloc 274.

Si le comptage est supérieur à 2K, ce qui signifie que l'élément a fonctionné antérieurement à une valeur de la puissance supérieure à la valeur actuellement applicable, l'interrogation 280 détermine si le comptage est supérieur à 6K. Dans ce cas, le compteur est décrémenté de 96 comptages (bloc 282) et le programme passe au bloc 274. Cela a pour effet de décrémenter le compteur à des taux de 384 et 960 comptages par période de commande pour les valeurs 1 et 2 de la puissance, respectivement, lorsque le comptage du compteur d'énergie est supérieur à 6K. S'il est inférieur à 6K mais supérieur à 4K, comme cela est déterminé par l'interrogation 284, le compteur est décrémenté de 48 comptages (bloc 286),

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ce qui a pour effet de décrémenter le compteur à des taux de 192 et 480 comptages par période de commande pour les réglages 1 et 2, respectivement. Si le comptage est supérieur à 2K mais inférieur à 4K, le compteur est décrément de 16 comptages (bloc 288). Cela a pour effet de décrémenter le compteur à des taux de 64 et 160 comptages par période de

commande pour les réglages 1 et 2, respectivement.

Si l'élément chauffant doit fonctionner à l'une des

valeurs 3, 4 et 5, ce sous-programme est entré à MBCEC.

L'interrogation 290 détermine si le comptage est supérieur à 2K. Si tel n'est pas le cas, le compteur est incrémenté de 32 comptages (bloc 292.) correspondant à des taux de 576, 832 et 1344 comptages par période de commande pour les valeurs 3, 4 et 5, respectivement. Si le comptage est supérieur à 2K, l'interrogation 294 détermine si le comptage est supérieur au comptage à l'état constant pour les valeurs 3-5 de la puissance, à savoir 4K. Si tel n'est pas le cas, le comptage est incrémenté de 8 comptages (bloc 296) correspondant aux taux de 144, 208 et 336 comptages par période de commande pour les valeurs 3, 4 et 5, respectivement. Si le comptage

est supérieur au comptage à l'état constant, il est néces-

saire de décrémenter le compteur. L'interrogation 288 déter-

mine si le comptage est supérieur à 6K. Si tel est le cas, le

compteur est décrémenté de 16 comptages, bloc 300, correspon-

dant aux taux de 288, -416 et 672 comptages par période de

commande pour les valeurs 3-5 de la puissance, respective-

ment. Si le comptage est supérieur à 4K mais inférieur à 6K, le compteur est décrémenté de 8 comptages (bloc 302) correspondant à des taux de décrémentation de 144, 208 et 336

par période de commande pour les réglages 3-5, respective-

ment. Ayant incrémenté ou décrémenté le compteur, BSP est chargé (bloc 274) et le programme se branche (bloc 304) sur

le sous-programme de Sortie de Puissance.

En liaison avec la figure 10B, si l'élément chauffant

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doit fonctionner à la valeur 6 ou 7 de la puissance, ce sous-

programme est entré au point MCCEC et l'interrogation 306 détermine si le comptage de l'énergie est supérieur à 4K. Si tel n'est pas le cas, le compteur est incrémenté de 16 comptages (bloc 308) pour les taux de 848 et 1024 comptages

par période de comptage pour les valeurs 6 et 7, respective-

ment. Si le comptage est supérieur à 4K, l'interrogation 310 détermine si le comptage est supérieur au comptage 6K à l'état constant. Sinon, le compteur est incrémenté de 4 comptages (bloc 312) pour les taux de 212 et 256 comptages

par période de commande pour les valeurs 6 et 7, respective-

ment. Si le comptage est supérieur à 6K, le compteur est décrémenté de 8 comptages (bloc 314) pour les taux de décrémentation de 424 et 512 comptages par période de

commande pour les valeurs 6 et 7, respectivement.

Si l'élément chauffant doit fonctionner à la valeur 8 ou 9 de la puissance, ce sous-programme est entré au point MDCEC. L'interrogation 316 détermine si le comptage est supérieur à 2K. Sinon, le compteur est incrémenté de 16 comptages (bloc 318) correspondant aux taux de 1536 et 2048 comptages par période de commande pour les valeurs 8 et 9, respectivement. Comme cela est déterminé par l'interrogation 320, si le comptage est supérieur à 2K, mais inférieur à 8K, comptage à l'état constant pour les valeurs 8 et 9 de la puissance, le compteur est incrémenté de 8 (bloc 322) correspondant aux taux d'incrémentation de 768 et 1024 comptages par période de commande pour les valeurs 8 et 9 de

la puissance, respectivement.

Ayant incrémenté ou décrémenté le compteur de l'éner-

gie de chauffage, la bascule de sortie de puissance est

chargée (bloc 324) et le programme se branche sur le sous-

programme de Sortie de Puissance (bloc 326).

Si le réglage "hors-service" est mis en oeuvre, ce

sous-programme est entré au point DLCEC (figure 10C).

L'interrogation 328 détermine si le comptage est supérieur à

- 31 -

6K. Si oui, le compteur est décrémenté de 8 comptages (bloc 330). Cela a pour effet de décrémenter le compteur à un taux de 1024 comptages par période de commande lorsque le comptage est supérieur à 6K. Si le comptage est inférieur à 6K, l'interrogation 332 détermine si le comptage est supérieur à 4K. Si oui, le compteur est décrémenté de 4 comptages (bloc 334) correspondant à un taux de décrémentation de 512 comptages par période de commande. Lorsque le comptage n'est pas supérieur à 4K, l'interrogation 336 détermine si le comptage est supérieur à 2K. Si oui, le compteur est décrémenté de 2 comptages (bloc 338) pour un taux de décrémentation de 256 comptages par période de commande. Si le comptage n'est pas supérieur à 2K, l'interrogation 340 détermine si le comptage est supérieur à 1K. Si oui, le comptage est effectivement décrémenté d'1/2 comptage (bloc 342) correspondant à un taux de décrémentation de 64 comptages par période de commande. Si le comptage n'est pas supérieur à 1K, l'interrogation 344 détermine si le comptage est supérieur à 0. Si oui, le compteur est décrémenté effectivement par une moyenne d'1/8 comptage correspondant à un taux de décrémentation de 16 comptages par période de commande (bloc 346). Après décrémentation appropriée du compteur de l'énergie de chauffage, le programme se branche

(bloc 348) sur le sous-programme de Sortie de Puissance.

On décrira maintenant le sous-programme de Sortie de

Puissance, figure 11.

La fonction de ce sous-programme est de produire les signaux de sortie aux points R4-R7 pour la commande des relais RL1-RL4, respectivement. L'interrogation 350 vérifie l'état de la bascule de sortie de puissance (BSP). Si elle est chargée, le point de sortie R(n) est initialisé (bloc 352). L'indice n identifie le point de sortie associé au sous-programme de l'élément chauffant particulier qui est exécuté. Pour les éléments chauffants 12-18, les points de sortie associés sont R4-R7, respectivement. Ainsi, pour les

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sous-programmes des éléments chauffants 12-18, l'indice n est égal à 4-7, respectivement. Lorsque R4 est inititalisé, les contacts RL1(a) et RL1(b) des relais sont fermés, permettant la mise sous tension de l'élément chauffant 12. Si BSP n'est pas initialisé pour l'élément chauffant 12, le point de sortie R4 est remis à l'état initial (bloc 354), d'o l'ouverture des contacts RL1(a) et RL1(b) et la mise hors

tension de l'élément chauffant 12.

Les interrogations 356, 358, 360 et 362 vérifient l'état du point K8 pour introduire un retard de deux cycles du signal de puissance. Le point d'entrée K8 reçoit les signaux de passage par zéro provenant du circuit 103 (figure 6). Des demi-cycles positifs sont représentés par K8=1 et les demi-cycles négatifs par K8=0. A la suite de ce retard, le programme revient (bloc 364) au sous-programme de Balayage pour l'élément chauffant suivant. Ainsi, le sous-programme de commande pour chaque élément chauffant est exécuté une fois par huit cycles du signal de puissance de manière à fournir l'intervalle de commande désiré à 8 cycles pour chaque

élément chauffant.

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Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Système de commande de puissance dans un appareil ménager de cuisson pour commander la puissance de sortie d'un élément chauffant (12-18) mis sous tension, excité par une alimentation extérieure en réponse à un réglage de puissance choisi par l'utilisateur dans une multitude de réglages dont il dispose, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de commande de la puissance (42) pour faire fonctionner l'élément chauffant à des valeurs sélectionnées différentes de la puissance en réponse au choix de différents réglages, chaque réglage ayant une valeur correspondant à l'état constant, pour la puissance, un moyen de compteur d'énergie (46), chaque réglage de la puissance se voyant associer un

comptage d'énergie à l'état constant prédéterminé correspon-

dant qui est approximativement proportionnel à la température de fonctionnement à l'état constant de l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne à sa valeur de puissance correspondante à l'état constant et un comptage correspondant de seuil minimum inférieur à son comptage à l'état constant; un moyen de commande de compteur (48) pour incrémenter

sélectivement le moyen de compteur à un taux approximative-

ment proportionnel au taux d'augmentation de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage est inférieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée et pour décrémenter le moyen de compteur à un taux approximativement proportionnel au taux de diminution de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage est supérieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée; le moyen de commande de la puissance comportant un moyen répondant au moyen de compteur d'énergie pouvant être mis en oeuvre pour faire fonctionner l'élément chauffant à

une valeur de la puissance supérieure à la valeur correspon-

dant au réglage choisi pour la puissance toutes les fois que

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le comptage de l'énergie de chauffage est inférieur au comptage du seuil minimum pour le réglage choisi de la puissance, d'o la réduction du temps nécessaire pour que la

température de l'élément chauffant s'élève jusqu'à la tempé-

rature de fonctionnement à l'état constant en réponse à des changements du réglage choisi de la puissance, ce réglage passant d'une valeur inférieure ou du réglage "hors service"

à un réglage supérieur.

2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la multitude de réglages de puissance a des comptages correspondants du seuil maximum supérieurs aux comptages à l'état constant, et en ce que le moyen répondant au moyen de compteur d'énergie peut en outre être mis en oeuvre pour faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance inférieure à la valeur correspondant au réglage choisi pour la puissance toutes les fois que le comptage de l'énergie de chauffage est supérieur au comptage correspondant au seuil maximum, d'o la réduction du temps nécessaire pour que la température de l'élément chauffant tombe jusqu'à la température à l'état constant en réponse à un changement du réglage choisi pour la puissance, ce réglage passant d'une valeur élevée à une valeur plus

faible de la puissance.

3. Système de commande de puissance dans un appareil ménager de cuisson pour commander la puissance de sortie d'un élément chauffant mis sous tension par une alimentation extérieure en réponse à un réglage de la puissance choisi par l'utilisateur dans une multitude de réglages dont il dispose, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de commande de la puissance pour faire fonctionner l'élément chauffant à des valeurs sélectionnées différentes de la puissance en réponse au choix de différents réglages, chaque réglage ayant une valeur correspondant à l'état constant pour la puissance; un moyen de compteur d'énergie;

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chaque réglage de la puissance se voyant associer un

comptage d'énergie à l'état constant prédéterminé correspon-

dant qui est approximativement proportionnel à la température de fonctionnement à l'état constant de l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne-à sa valeur correspondante de puissance à l'état constant; un moyen de commande de compteur pour incrémenter

sélectivement le moyen de compteur à un taux approximative-

ment proportionnel au taux d'augmentation de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage est inférieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée et décrémenter le moyen de compteur à un taux approximativement proportionnel au taux de diminution de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage est supérieur au comptage' à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée; au moins une partie de la multitude de réglagesde la puissance ayant des comptages de seuil minimum correspondants qui sont inférieurs aux comptages à l'état constant et des comptages de seuil maximum supérieurs aux comptages à l'état constant-; _ le moyen de commande de la puissance comprenant un moyen répondant au moyen de compteur d'énergie pouvant être mis en oeuvre pour faire fonctionner l'élément chauffant à

une valeur de la puissance supérieure à la valeur correspon-

dant au réglage choisi lorsque le comptage de l'énergie de chauffage est inférieur au comptage du seuil minimum pour le réglage choisi pour la puissance, afin de faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance inférieure à la valeur correspondant au réglage choisi pour la puissance si le comptage de l'énergie de chauffage est supérieur à la valeur du seuil maximum pour le réglage choisi de la puissance et pour faire fonctionner l'élément chauffant à la valeur de la puissance correspondant au réglage choisi pour la puissance lorsque le comptage du compteur d'énergie de

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chauffage est compris entre les comptages des seuils minimum et maximum, d'o la réduction du temps nécessaire pour que l'élément chauffant atteigne sa température de fonctionnement à l'état constant en réponse à des changements du réglage choisi pour la puissance.

4. Système de commande de puissance selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que la valeur élevée de la puissance est un nombre prédéterminé de valeurs de la puissance supérieures à la valeur associée au réglage choisi pour la puissance, ou à la valeur maximum de la puissance, en

retenant la valeur la plus faible.

5. Système de commande de puissance selon la revendi-

cation 4, caractérisé en ce que la valeur inférieure de la puissance est un nombre prédéterminé de valeurs inférieures à la valeur de la puissance associée au réglage choisi pour la puissance ou réglage "hors-service", si le nombre de valeurs de la puissance entre la valeur choisie et "'horsservice" est

inférieur au nombre prédéterminé de valeurs.

6. Procédé pour commander la puissance de sortie d'un

élément chauffant résistif mis sous tension par une alimenta-

tion extérieure en réponse à un réglage de la puissance effectué par l'utilisateur dans une multitude de réglages dont il dispose, qui réduit le temps nécessaire pour que l'élément chauffant réponde à des changements du réglage de la puissance, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: incrémenter un compteur d'énergie à un taux établi en fonction de la valeur de la puissance appliquée à l'élément

chauffant, indépendamment de la température réelle de l'élé-

ment chauffant, lorsque le comptage est inférieur à un

comptage prédéterminé à l'état constant qui est approximati-

vement proportionnel à la température à l'état constant de

l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne à la valeur appli-

quée de la puissance, le taux étant approximativement proportionnel au taux d'augmentation de la température de - 37- l'élément chauffant lorsque cet élément fonctionne à la valeur de la puissance appliquée, décrémenter le compteur d'énergie à un taux qui est approximativement proportionnel au taux de diminution de la température de l'élément chauffant lorsque le comptage du compteur d'énergie du chauffage est supérieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée, et, faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance supérieure à la valeur correspondant au réglage choisi pour la puissance toutes les fois que le comptage du compteur d'énergie est inférieur à un comptage minimum prédéterminé d'un seuil associé au réglage choisi pour la puissance, comptage minimum qui est inférieur à son comptage

à l'état constant.

7. Procédé pour commander la puissance de sortie d'un

élément chauffant résistif mis sous tension par une alimen-

tation extérieure en réponse à un réglage de la puissance effectué par l'utilisateur dans une multitude de réglages dont il dispose, qui réduit le temps nécessaire pour que l'élément chauffant réponde à des changements du réglage de la puissance, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: incrémenter un compteur d'énergie à un taux établi en fonction de la valeur de la puissance appliquée à l'élément

chauffant, indépendamment de la température réelle de l'élé-

ment chauffant, lorsque le comptage est au moins égal à un

comptagee prédéterminé à l'état constant qui est approximati-

vement proportionnel à la température à l'état constant de l'élément chauffant lorsqu'il fonctionne à la valeur de la

puissance appliquée, le taux étant approximativement propor-

tionnel au taux d'augmentation de la température de l'élément chauffant lorsque cet élément fonctionne à la valeur de la puissance appliquée; décrémenter le compteur d'énergie à un taux qui est approximativement proportionnel au taux de diminution de la

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température de l'élément chauffant lorsque le comptage du compteur d'énergie de chauffage est supérieur au comptage à l'état constant pour la valeur de la puissance appliquée; faire fopnctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance supérieure à la valeur correspondant au réglage choisi pour la puissance toutes les fois que le comptage du compteur d'énergie est inférieur à un comptage minimum de seuil associé au réglage choisi pour la puissance, comptage minimum qui est inférieurà son comptage à l'état constant; faire fonctionner l'élément chauffant à une valeur de la puissance inférieure à la valeur choisie pour la puissance toutes les fois que le comptage du compteur d'énergie est supérieur à un comptage maxiumum de seuil associé au réglage choisi pour la puissance, comptage maximum de seuil qui est supérieur à son comptage à l'état constant; et faire fonctionner l'élément chauffant à la valeur choisie pour la puissance lorsque le comptage du compteur d'énergie est supérieur au comptage minimum de seuil et

inférieur au comptage maximum de seuil.