FR2524020A1 - WASHING MACHINE WITH MEANS FOR DETECTION OF BALANCES - Google Patents
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Abstract
MACHINE A LAVER LE LINGE COMPRENANT UN ASSERVISSEMENT DE LA VITESSE DU MOTEUR 10 D'ENTRAINEMENT DU TAMBOUR A UNE CONSIGNE FOURNIE PAR UN PROGRAMMATEUR AINSI QUE DES MOYENS DE DETECTION DE BALOURDS DANS LE TAMBOUR. LES BALOURDS SONT DETECTES PAR LE SIGNAL D'ERREUR DE L'ASSERVISSEMENT, C'EST-A-DIRE L'ECART E ENTRE LA VITESSE REELLE DE ROTATION DU TAMBOUR V ET SA VITESSE DE CONSIGNE V. LA PRECISION DE L'ASSERVISSEMENT EST VOLONTAIREMENT LIMITEE AFIN QUE LE SIGNAL D'ERREUR AIT UNE VALEUR MESURABLE.LAUNDRY WASHING MACHINE INCLUDING LOCKING OF THE SPEED OF THE DRUM DRIVING MOTOR 10 TO A SETPOINT PROVIDED BY A PROGRAMMER AS WELL AS UNBALANCE DETECTION MEANS IN THE DRUM. THE UNBALANCES ARE DETECTED BY THE ENTRY ERROR SIGNAL, THAT IS TO SAY THE DEVIATION E BETWEEN THE ACTUAL ROTATION SPEED OF THE DRUM V AND ITS SET SPEED V. THE ACCURACY OF THE ENTRY IS VOLUNTARILY LIMITED SO THAT THE ERROR SIGNAL HAS A MEASURABLE VALUE.
Description
MACHINE A LAVER LE LINGEWASHING MACHINE
A MOYENS DE DETECTION DE BALOURDS.MEANS FOR DETECTING BALOURS.
L'invention est relative à une machine à laver le linge et à un dispositif de commande du moteur d'entraînement du tambour d'une The invention relates to a washing machine and a control device of the drum drive motor of a
telle machine.such machine.
On sait que lorsque la vitesse de rotation du tambour d'une machine à laver le linge augmente depuis une faible valeur, par exemple correspondant à la rotation pendant une phase de lavage, jusqu'à une plus grande valeur pour effectuer l'essorage, il faut prendre des précautions particulières pour éviter l'apparition de It is known that when the rotational speed of the drum of a washing machine increases from a low value, for example corresponding to the rotation during a washing phase, to a greater value for the spin, it Special precautions must be taken to avoid the appearance of
balourds dus à une répartition irrégulière du linge dans le tambour. unbalance due to uneven distribution of laundry in the drum.
En effet de tels balourds provoquent des vibrations de la machine Indeed such imbalances cause vibrations of the machine
qui peuvent gravement endommager les organes de celle-ci, notam- which can seriously damage the body's organs, particularly
ment pour une vitesse de rotation du tambour correspondant à la for a rotation speed of the drum corresponding to the
fréquence de résonance de la machine. resonance frequency of the machine.
On a déjà proposé (notamment par la demande de brevet 1.5 français N O 80 18923 au nom de la -demanderesse) de détecter la présence ou l'absence de balourds lors de l'accélération du tambour au début de la phase d'essorage et, en cas de détection de balourds, de diminuer la vitesse de rotation du tambour afin de répartir de It has already been proposed (in particular by French Patent Application No. 1.5 189 18923 in the name of the Applicant) to detect the presence or absence of imbalances during the acceleration of the drum at the beginning of the spinning phase and, If unbalance is detected, decrease the rotation speed of the drum to distribute
façon plus régulière le linge et ainsi supprimer ces balourds. more regular way the laundry and thus remove these unbalances.
Mais les moyens utilisés jusqu'à présent pour la détection des But the means used so far for the detection of
balourds ne sont pas bon marché.unbalances are not cheap.
L'invention remédie à cet inconvénient. The invention overcomes this disadvantage.
Elle est caractérisée en ce que la machine comportant des moyens d'asservissement de la vitesse de rotation du tambour à une consigne fournie par un programmateur, on fait appel à l'écart entre la vitesse réelle du tambour et la vitesse de consigne pour détecter It is characterized in that the machine comprising means for controlling the speed of rotation of the drum at a setpoint supplied by a programmer, the difference between the actual speed of the drum and the reference speed is used to detect
le balourd Les moyens de détection peuvent ainsi être particuliè- the unbalance The detection means can thus be particularly
rement simples.simple.
De préférence le montage est tel que l'asservissement est d'une précision moyenne afin que ledit écart, ou signal d'erreur, ait Preferably, the assembly is such that the servocontrol is of medium precision so that said deviation, or error signal, has
une valeur non négligeable.a significant value.
Ainsi on choisit délibérément une précision relativement peu- So we deliberately choose a precision that is relatively
importante pour l'asservissement, ce qui réduit d'autant le coût de cet asservissement et, malgré tout, apporte l'avantage de permettre une détection de balourds qui aurait été plus difficile avec un important for the enslavement, which reduces the cost of this enslavement and, despite everything, brings the advantage of allowing a detection of unbalance that would have been more difficult with a
asservissement précis.precise servoing.
Dans un exemple la précision de la régulation est de 3 tours/mn, c'est-àdire qu'un écart entre la vitesse réelle de rotation In one example the accuracy of the regulation is 3 rpm, that is to say that a difference between the actual speed of rotation
et la vitesse de consigne n'est détecté que s'il dépasse 3 tours/mn. and the set speed is detected only if it exceeds 3 rpm.
Pour que le signal d'erreur ait une valeur suffisante on peut égale- In order for the error signal to be of sufficient value one can also
ment choisir une puissance du moteur qui ne soit pas trop excé- choose an engine power that is not too much
dentaire. Dans une réalisation, la vitesse est mesurée à l'aide d'une génératrice tachymétrique entrainée par le moteur et le signal analogique fourni par cette génératrice est appliqué à l'entrée d'un dental. In one embodiment, the speed is measured using a tachometric generator driven by the motor and the analog signal supplied by this generator is applied to the input of a motor.
microprocesseur dans lequel, après conversion sous forme numé- microprocessor in which, after conversion into digital form,
rique, il est comparé à des signaux numériques de consigne de it is compared to digital reference signals of
vitesse afin d'effectuer la régulation Le microprocesseur est égale- speed to perform the regulation The microprocessor is also
ment tel que si l'écart dépasse une valeur déterminée au démarrage d'une phase d'essorage, un ordre de diminution de vitesse est produit pour arrêter la rotation ou diminuer la vitesse de façon à supprimer such that if the deviation exceeds a determined value at the start of a spin phase, a speed decrease command is produced to stop the rotation or to decrease the speed so as to suppress
le balourd.the unbalance.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- Other features and advantages of the invention appear
tront avec la description de certains de ses modes de réalisation, with the description of some of its embodiments,
celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquel s: la figure 1 est un schéma montrant un moteur d'entrainement de tambour de machine à laver et son circuit de commande selon l'invention, la figure 2 est un diagramme montrant la variation du courant d'alimentation en fonction du temps, et la figure 3 est un organigramme montrant la programmation this being done with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a diagram showing a washing machine drum driving motor and its control circuit according to the invention, FIG. diagram showing the variation of the supply current as a function of time, and FIG. 3 is a flowchart showing the programming
d'un microprocesseur du circuit de la figure 1. of a microprocessor of the circuit of FIG.
Dans l'exemple la machine à laver le linge comprend un In the example the washing machine includes a
moteur électrique 10 alimenté en courant alternatif par l'intermé- electric motor 10 powered by alternating current through
diaire d'une alimentation à découpage comprenant, de façon en soi connue, un interrupteur commandé 11 tel qu'un triac et un circuit de commande de cet interrupteur En variante le moteur est alimenté diary of a switching power supply comprising, in a manner known per se, a controlled switch 11 such as a triac and a control circuit of this switch As a variant the motor is powered
en courant continu.in direct current.
La vitesse de rotation du moteur 10 d'entraînement du tam- The speed of rotation of the drum drive motor 10 is
bour de la machine est fonction de la puissance reçue par ce moteur c'està-dire de la durée de fermeture de l'interrupteur 11 au cours d'une période donnée Cette période donnée est par exemple une alternance ou une demie-alternance du courant alternatif Dans l'exemple l'interrupteur Il étant un triac, il est tel que dès qu'il a reçu une impulsion de commande de conduction sur sa gâchette 13, il reste conducteur jusqu'à ce que le courant le traversant passe par la valeur zéro La durée de fermeture de l'interrupteur Il ne dépend alors que de l'instant de sa fermeture au cours d'une demie-période du courant alternatif Cet instant est couramment exprimé en angle de déphasage e par rapport au début de l'alternance, la fin de la demie-alternance correspondant à 1800 beating of the machine is a function of the power received by this motor that is to say the duration of closing switch 11 during a given period This given period is for example alternating or half-alternating current In the example, the switch 11 being a triac, it is such that as soon as it has received a conduction control pulse on its trigger 13, it remains conductive until the current flowing through it passes through the value zero The duration of the closing of the switch It only depends on the instant of its closure during a half-period of the alternating current This instant is commonly expressed in phase shift angle e with respect to the beginning of the alternation , the end of the half-alternation corresponding to 1800
(figure 2).(Figure 2).
Les impulsions de commande du triac Il sont délivrées par un circuit d'interface 12 recevant ses signaux d'entrée de la sortie 14 d'un microprocesseur 15 dans lequel ont été introduites toutes les The control pulses of the triac 11 are delivered by an interface circuit 12 receiving its input signals from the output 14 of a microprocessor 15 into which all the inputs have been introduced.
instructions de programmation de la machine. programming instructions for the machine.
Ce microprocesseur 15 présente une entrée 16 recevant le signal analogique fourni par une génératrice tachymétrique 17 This microprocessor 15 has an input 16 receiving the analog signal supplied by a tachogenerator 17
entrainée par l'arbre du moteur 10. driven by the motor shaft 10.
Dans le microprocesseur 15 les instructions de consigne de vitesse pour le moteur 10 sont stockées sous forme numérique et sont comparées aux signaux numériques de vitesse réelle, obtenus après une conversion analogique-numérique (effectuée à l'intérieur du microprocesseur 15) des signaux fournis par la génératrice 17, In the microprocessor 15 the speed reference instructions for the motor 10 are stored in digital form and are compared with the actual speed digital signals obtained after an analog-to-digital conversion (performed inside the microprocessor 15) of the signals supplied by the generator 17,
-2524020-2524020
afin d'asservir la vitesse du moteur 10 à la vitesse de consigne programmée. Le microprocesseur est ainsi programmé pour calculer l'écart a, ou signal d'erreur, entre la vitesse de consigne Vc et la vitesse réelle Vr: r =V r c r' et cet écart est converti, grâce à une table introduite en mémoire to enslave the speed of the motor 10 to the programmed target speed. The microprocessor is thus programmed to calculate the difference a, or error signal, between the reference speed Vc and the actual speed Vr: r = V rc r 'and this difference is converted, thanks to a table introduced into memory
du microprocesseur 15, en un angle e permettant de fermer l'inter- microprocessor 15, at an angle e to close the inter-
rupteur 1 I à chaque demie-alternance à un instant tel que le signal d'erreur est minimisé, la vitesse réelle étant ainsi rapprochée au 1 I at each half-alternation at a time such that the error signal is minimized, the actual speed being thus approximated at
maximum de la vitesse de consigne.maximum of the set speed.
Cependant, comme déjà mentionné ci-dessus, la précision de la régulation est volontairement limitée Dans l'exemple chaque signal de vitesse est exprimé par un nombre binaire, ou mot, de 8 bits La vitesse est ainsi mesurée à l'aide de 256 éléments Le tambour pouvant tourner à 750 tours/mn un incrément de vitesse correspond à 3 tours/mn Autrement dit la précision de la régulation est de 3 tours/mn. Le signal d'erreur c calculé dans le microprocesseur 15 est également utilisé pour détecter les balourds lors de l'accélération de la rotation du moteur Si, lors de cette accélération, le signal d'erreur c dépasse une valeur limite ú M le moteur est ralenti et il est commandé pour effectuer une opération de défoulage et ensuite reprendre son accélération Si un balourd est à nouveau détecté une opération de défoulage est de nouveau commandée Cependant le moteur est complètement arrêté après trois tentatives infructueuses c'est-à-dire après trois essais ayant montré que le signal derreur dépasse la valeur limite c En effet l'expérience a montré qu'après trois opérations de défoulage la probabilité pour que le However, as already mentioned above, the precision of the regulation is voluntarily limited In the example, each speed signal is expressed by a binary number, or word, of 8 bits. The speed is thus measured using 256 elements. The drum can rotate at 750 rpm a speed increment corresponds to 3 rpm. In other words the accuracy of the regulation is 3 rpm. The error signal c calculated in the microprocessor 15 is also used to detect the unbalances during the acceleration of the rotation of the motor If, during this acceleration, the error signal c exceeds a limit value ú M the engine is idle and it is commanded to perform a release operation and then resume its acceleration If an unbalance is detected again a release operation is reordered However, the engine is completely stopped after three unsuccessful attempts that is to say after three tests have shown that the error signal exceeds the limit value c Indeed experience has shown that after three operations of the release the probability that the
linge soit réparti de façon irrégulière, et provoque ainsi des ba- the laundry is unevenly distributed and thus causes
lourds, est pratiquement négligeable En d'autres termes si au bout de trois tentatives on détecte encore des balourds il est alors hautement probable que ceux-ci ne proviennent pas d'une mauvaise répartition du linge, mais d'une autre cause à laquelle il faut remédier C'est pourquoi on provoque alors l'arrêt du moteur et, de In other words, if after three attempts unbalance is still detected, then it is highly probable that these do not come from a bad distribution of the laundry, but from another cause to which it This is why we then stop the engine and
préférence, également l'arrêt des autres organes de la machine. preferably, also stopping the other organs of the machine.
Les divers éléments de l'asservissement étant tels que le signal d'erreur n'est pas trop faible, le balourd est toujours détectable dans de bonnes conditions En effet si la qualité de la régulation est trop grande, même en cas de balourd, le signal d'erreur peut être très faible Au contraire en choissisant une qualité de régulation qui n'est pas trop importante, le signal d'erreur e gardera une valeur The various elements of the control being such that the error signal is not too weak, the unbalance is always detectable in good conditions Indeed if the quality of the regulation is too great, even in case of unbalance, the error signal can be very low On the contrary by choosing a control quality which is not too important, the error signal e will keep a value
mesurable, aisément exploitable pour la détection de balourds. measurable, easily exploitable for the detection of unbalance.
La figure 3 est un organigramme simplifié montrant une partie de la programmation du microprocesseur 15 Sur cet organigramme, de façon classique, les losanges correspondent à des comparaisons et les rectangles à des opérations effectuées Cet organigramme FIG. 3 is a simplified flowchart showing a portion of the microprocessor programming. In this flowchart, conventionally, the diamonds correspond to comparisons and the rectangles to operations performed.
faisant partie intégrante de la présente description, il n'est pas an integral part of this description, it is not
nécessaire de le décrire en détail On précise cependant que l'opération correspondant au losange 20 "montée en vitesse" consiste à déterminer si, d'une part, la vitesse du moteur augmente et, d'autre part, si cette vitesse est comprise entre 50 tours/mn (vitesse qui correspond au lavage) et 150 tours/mn Ce n'est qu'en cas de réponse positive à cette question qu'est effectuée la comparaison entre le signal d'erreur e et la valeur limite C M (losange 21) Dans However, it is specified that the operation corresponding to the "speed-up" diamond 20 is to determine whether, on the one hand, the speed of the engine increases and, on the other hand, whether this speed is between 50 rpm (speed which corresponds to the washing) and 150 rpm It is only in case of a positive answer to this question that the comparison between the error signal e and the limit value CM (diamond 21) In
l'exemple c M est de l'ordre de 30 tours/mn. example c M is of the order of 30 revolutions / min.
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