Brevet FR2855223A1 — publié le 20041126

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour détecter l'état de charge, et notamment le fonctionnement à vide, d'une pompe 5 électromagnétique à noyau vibrant destiné à équiper un appareil électrodomestique. L'invention concerne également un appareil électrodomestique comportant un tel dispositif de détection. De nombreux appareils électrodomestiques, tels que des fers à repasser à générateur de vapeur ou des machines à café automatiques, possèdent des 10 circuits hydrauliques comportant des pompes électromagnétiques à noyau vibrant. Ces pompes sont généralement alimentées en eau par un réservoir possédant une capacité limitée. Or, il est important pour la sécurité de l'appareil et la fiabilité de la pompe de s'assurer que la pompe est bien alimentée en eau. Il est connu pour garantir cette sécurité de détecter la présence ou l'absence 15 d'eau dans le réservoir aux moyens de flotteurs, d'électrodes ou de capteurs de température, ces moyens étant le plus souvent reliés à une centrale de commande empêchant le fonctionnement de l'appareil lorsque le réservoir est vide. Il est également connu de l'abrégé japonais JP 02185299 de détecter le 20 manque d'eau dans le réservoir d'un fer à repasser en détectant le fonctionnement à vide de la pompe au moyen d'un capteur piézoélectrique placé à proximité de la pompe, ce capteur permettant de détecter les mouvements oscillatoires anormaux de la pompe crées lors de son fonctionnement à vide. De tels dispositifs pour détecter l'absence d'eau dans le réservoir ou le fonctionnement à vide de la pompe présentent toutefois l'inconvénient d'être relativement coûteux à mettre en oeuvre en faisant appel à des éléments supplémentaires à installer sur l'appareil. Aussi, un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en 30 proposant un procédé et un dispositif pour détecter l'état de charge d'une pompe électromagnétique à noyau vibrant qui soit simple et économique à réaliser. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé pour détecter l'état de charge d'une pompe électromagnétique à noyau vibrant équipant un appareil 5 électrodomestique, la pompe étant alimentée par une tension redressée mono alternance Up, caractérisé en ce que, sur chaque période d'alimentation électrique de la pompe, I'état de charge de la pompe est détecté par la mesure du temps AT séparant l'instant to o le courant de pompe Ip atteint son maximum d'un instant de référence tref du cycle d'alimentation électrique de la 10 pompe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comporte les étapes suivantes: - mesure à chaque instant t de la valeur du courant de pompe Ip, - détection de l'instant to o le courant de pompe atteint son maximum, 15 - mesure du temps AT séparant l'instant to de l'instant de référence tref, - détermination de l'état de charge de la pompe correspondant au AT mesure. Selon d'autres modes particuliers de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des combinaisons prises isolément ou 20 selon toutes les combinaisons techniquement possibles: I'instant tref est l'instant tref, de la période d'alimentation o la tension d'alimentation Up devient nulle; - I'instant tref est l'instant tref2 o le courant de la pompe Ip devient nul; - le procédé est utilisé pour détecter le fonctionnement à vide de la pompe; L'invention concerne également un dispositif de détection de l'état de charge d'une pompe électromagnétique à noyau vibrant alimentée par une tension redressée mono alternance mettant en oeuvre le procédé précédemment décrit, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter l'instant to o le courant de pompe lp atteint son maximum. L'invention concerne également un appareil électrodomestique muni d'une pompe électromagnétique à noyau vibrant alimentée par un réservoir et comportant un tel dispositif de détection de l'état de charge. Selon une autre caractéristique de l'appareil selon l'invention, ledit dispositif de détection de l'état de charge est utilisé pour déterminer le fonctionnement à vide de la pompe et alerter l'utilisateur sur la nécessité de remplir le réservoir d'eau alimentant la pompe. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de l'invention présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe, schématique, d'une pompe électromagnétique à noyau vibrant couramment utilisée sur les appareils électrodomestiques; - la figure 2 représente le schéma d'alimentation électrique de la pompe de la figure 1 équipée d'un dispositif de détection de l'état de charge selon un 15 mode particulier de réalisation de l'invention; - la figure 3 représente deux graphes disposés en parallèles sur une même échelle de temps, le graphe supérieur représentant la tension d'alimentation du secteur Us et le graphe inférieur représentant la tension d'alimentation de la pompe Up, le courant de pompe Ip à vide et le courant de pompe lp en 20 charge; - la figure 4 est un organigramme illustrant les différentes étapes d'un mode particulier de réalisation du procédé selon l'invention utilisé pour détecter le fonctionnement à vide de la pompe. La figure 1 représente schématiquement un exemple de pompe 25 électromagnétique 1 à noyau vibrant classiquement utilisée sur un appareil électrodomestique du type fer à repasser à générateur de vapeur. La pompe est alimentée en eau par un réservoir non représenté sur la figure. Conformément à la figure 1, la pompe 1 comporte une bobine 2 entourant un noyau creux métallique 4 monté coulissant, en direction axiale, à l'intérieur d'un 30 élément tubulaire 3. Le noyau 4 comporte une extrémité 4a formant piston qui est guidée par un second élément tubulaire 5 muni de deux clapets anti-retour 6 et 7. Le champ magnétique créé par la bobine 2 provoque le déplacement du noyau 4 à l'encontre d'un ressort de rappel 9a, le mouvement du noyau 4 sous l'effet du ressort 9a étant amorti en fin de course par un second ressort 9b et par une butée élastique 8. La pompe est alimentée en eau par l'extrémité 3a de 5 l'élément tubulaire 3 et l'eau est expulsée sous pression par l'orifice 5a de l'élément tubulaire 5. La pompe électromagnétique 1 est alimentée par une tension Up redressée mono alternance de sorte que le noyau 4 effectue un mouvement de va et vient lors de l'alimentation périodique de la bobine 2. La tension s'alimentation Up, 10 illustrée sur la figure 3, est avantageusement obtenue par simple redressement, au moyen d'une diode, de la tension alternative Us disponible sur le secteur. La figure 2 illustre schématiquement l'alimentation électrique de la pompe 1 munie d'un dispositif de détection de l'état de charge selon l'invention. 15 Conformément à cette figure, la pompe 1 est raccordée à la tension d'alimentation Up en étant montée en série avec une résistance. Un microcontrôleur C possédant une entrée e1 de convertisseur analogique numérique pour la mesure du courant de pompe lp et une entrée e2 de synchronisation de la tension secteur est raccordé au circuit d'alimentation de 20 la pompe. Le procédé selon l'invention pour détecter le fonctionnement à vide de la pompe, c'est à dire sans eau, va maintenant être décrit en se référant aux figures 3 et 4. Dans une première étape 101 du procédé, le microcontrôleur C mesure à 25 chaque instant le courant de pompe Ip et détermine, lors d'une deuxième étape 102, I'instant to de la période d'alimentation de la pompe pour lequel le courant Ip est maximum. Dans l'étape suivante 103, le microcontrôleur C mesure le temps AT écoulé entre l'instant to précédemment détecté et un instant de référence tref du cycle 30 d'alimentation de la pompe. Cet instant de référence tref est par exemple l'instant trefi de la courbe Up, représentée en trait plein sur la figure 4, o la tension d'alimentation Up de la pompe devient nulle. Dans une variante de réalisation l'instant de référence tref pourra également correspondre à l'instant tref2 o le courant de pompe lp s'annule, le temps séparant l'instant trefl de l'instant tref2 étant sensiblement constant sur chaque période d'alimentation et indépendant de la charge de la pompe 1. Dans l'étape suivante 104 du procédé, le temps AT est comparé à un temps de référence ATmem stocké dans une mémoire. Ce temps de référence ATmem est obtenu par l'expérience et correspond au temps AT mesuré lorsque la pompe fonctionne à vide. Dans l'étape suivante 105 du procédé, lorsque AT s'approche de la valeur de référence ATmem correspondant au fonctionnement à vide de la pompe, l'alimentation électrique de la pompe est stoppée et une alarme est éventuellement déclenchée pour signaler la nécessiter de remplir le réservoir d'eau. Les étapes du procédé décrites ci-dessus correspondent aux étapes mises en oeuvre sur chaque période de la tension d'alimentation redressée mono alternance Up, ces étapes étant renouvelées cycliquement. Un tel procédé présente l'avantage d'être peu coûteux à mettre en oeuvre et d'assurer une détection fiable du fonctionnement à vide de la pompe. La 20 demanderesse c'est en effet rendu compte par l'expérimentation que la crête du courant de pompe se déplaçait fortement en fonction de la charge de la pompe. Ainsi, comme cela est illustré sur la figue 3, le courant de pompe Ip lors du fonctionnement à vide de la pompe, représenté par la courbe A en trait mixte, présente une crête apparaissant beaucoup plus tard que la crête du 25 courant de pompe lp lors du fonctionnement en charge, représentée par la courbe B en pointillée. Bien que dans l'exemple précédemment décrit le procédé selon l'invention est uniquement utilisé pour détecter le fonctionnement à vide de la pompe, le procédé selon l'invention pourra, dans des variantes de réalisation, être 30 également utilisé pour détecter plus précisément différents états de charge de la pompe tels que la faible charge, la charge moyenne ou la forte charge. Pour ce faire, le temps AT mesuré au cours de l'étape 104 sera comparé à un tableau de valeurs de références mémorisées ATmem obtenues expérimentalement pour différents états de charge de la pompe, de manière à identifier la valeur ATmem la plus proche du temps AT mesuré et en déduire l'état de charge correspondant de la pompe. Bien entendu, I'invention est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine 10 de protection de l'invention. Ainsi, dans une variante de réalisation, le dispositif de détection de l'état de charge pourra comprendre un dérivateur du type condensateur/résistance pour mettre en forme la dérivée du courant de pompe Ip et analyser le passage à zéro du signal dlp/dt afin de déterminer l'instant to o le courant est maximum. REVENDICATIONS 1. Procédé pour détecter l'état de charge d'une pompe électromagnétique (1) à noyau vibrant équipant un appareil électrodomestique, ladite pompe (1) étant alimentée par une tension redressée mono alternance Up, caractérisé en ce que, sur chaque période d'alimentation électrique de la pompe (1), I'état de charge de la pompe est détecté par la mesure du temps AT séparant l'instant 10 t0 o le courant de pompe Ip atteint son maximum d'un instant de référence tref du cycle d'alimentation électrique de la pompe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - mesure à chaque instant t de la valeur du courant de pompe Ip, - détection de l'instant to o le courant de pompe atteint son maximum, - mesure du temps AT séparant l'instant to de l'instant de référence tref, - détermination de l'état de charge de la pompe correspondant au AT mesuré. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce 20 que l'instant tref est l'instant trefl de la période d'alimentation o la tension d'alimentation Up devient nulle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'instant tref est l'instant tref2 o le courant de la pompe Ip devient nul. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 25 qu'il est utilisé pour détecter le fonctionnement à vide de la pompe (1). 6. Dispositif de détection de l'état de charge d'une pompe électromagnétique (1) à noyau vibrant alimentée par une tension redressée mono alternance mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter l'instant to o le 30 courant de pompe Ip atteint son maximum. 7. Appareil électrodomestique comportant une pompe électromagnétique (1) à noyau vibrant alimentée par un réservoir, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de l'état de charge de la pompe (1) selon la revendication 6. 8. Appareil électrodomestique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de l'état de charge est utilisé pour déterminer le fonctionnement à vide de la pompe et alerter l'utilisateur sur la nécessité de remplir le réservoir d'eau alimentant la pompe (1).