FR2855223A1

FR2855223A1 - Electromagnetic pump loading state detecting method for e.g. automatic coffee maker, involves detecting loading state when difference between maximum pump current time and reference time approaches value related to pumps vacuum state

Info

Publication number: FR2855223A1
Application number: FR0306143A
Authority: FR
Inventors: Thierry Maunier; Pascal Badol
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-11-26
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: FR2855223B1; WO2004106736A1; CN1701178A; DE602004000339T2; ATE316207T1; EP1520105A1; CN100366896C; DE602004000339D1; ES2255702T3; PT1520105E; EP1520105B1; HK1075077A1

Abstract

The method involves measuring a value of pump current (Ip), at each period of electric supply to an electromagnetic pump. A time (tOB) at which the pump current attains its maximum value, is detected. A time difference (delta T) between the time (tOB) and a reference time (tref) is measured. A loading state of the pump is detected when the time difference approaches a reference value corresponding to a vacuum state of the pump. Independent claims are also included for the following: (a) a device for detecting a state of loading of an electromagnetic pump with a vibrating core supplied by a half-wave rectified voltage (b) an electrical household appliance having an electromagnetic pump with a vibrating core supplied by a reservoir.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pourThe present invention relates to a method and a device for

détecter l'état de charge, et notamment le fonctionnement à vide, d'une pompe 5 électromagnétique à noyau vibrant destiné à équiper un appareil detecting the state of charge, and in particular the no-load operation, of an electromagnetic pump 5 with vibrating core intended to equip an apparatus

électrodomestique. L'invention concerne également un appareil électrodomestique comportant un tel dispositif de détection. electricals. The invention also relates to a household electrical appliance comprising such a detection device.

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. Many household appliances, such as steam generator irons or automatic coffee machines, have hydraulic circuits with electromagnetic pumps with vibrating cores. These pumps are generally supplied with water from a tank with limited capacity. However, it is important for the safety of the device and the reliability of the pump to ensure that the pump is well supplied with water.

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. It is known to guarantee this security to detect the presence or absence of water in the tank by means of floats, electrodes or temperature sensors, these means being most often connected to a control unit preventing the operation of the appliance when the tank is empty.

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. It is also known from the Japanese abstract JP 02185299 to detect the lack of water in the tank of an iron by detecting the vacuum operation of the pump by means of a piezoelectric sensor placed near the pump. , this sensor for detecting abnormal oscillatory movements of the pump created during its no-load operation.

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. However, such devices for detecting the absence of water in the tank or the vacuum operation of the pump have the disadvantage of being relatively expensive to implement by calling on additional elements to be installed on the device.

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. Also, an object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a method and a device for detecting the state of charge of an electromagnetic pump with vibrating core which is simple and economical to produce.

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. To this end, the subject of the invention is a method for detecting the state of charge of an electromagnetic pump with vibrating core fitted to an electrical household appliance, the pump being supplied by a rectified single-alternating voltage Up, characterized in that, during each power supply period of the pump, the state of charge of the pump is detected by measuring the time AT separating the instant to where the pump current Ip reaches its maximum of a reference instant tref of the cycle power supply to the pump.

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. According to another characteristic of the invention, the method comprises the following steps: - measurement at each instant t of the value of the pump current Ip, - detection of the instant to o the pump current reaches its maximum, 15 - measurement of the time AT separating the instant to of the reference instant tref, - determination of the state of charge of the pump corresponding to the measured AT.

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. According to other particular embodiments, the method according to the invention can comprise one or more of the combinations taken individually or according to all the technically possible combinations: the instant tref is the instant tref, of the period of supply where the supply voltage Up becomes zero; - the instant tref is the instant tref2 when the current of the pump Ip becomes zero; - the method is used to detect the vacuum operation of the pump; The invention also relates to a device for detecting the state of charge of an electromagnetic pump with vibrating core supplied by a single-phase rectified voltage implementing the method described above, characterized in that it comprises means for detecting the 'instant to o the pump current lp reaches its 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. The invention also relates to a household electrical appliance provided with an electromagnetic pump with vibrating core supplied by a reservoir and comprising such a device for detecting the state of 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. According to another characteristic of the device according to the invention, said state of charge detection device is used to determine the no-load operation of the pump and alert the user to the need to fill the reservoir with supplying water the pump.

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. The objects, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of a particular embodiment of the invention presented by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of an electromagnetic pump with vibrating core commonly used on household appliances; - Figure 2 shows the electrical supply diagram of the pump of Figure 1 equipped with a state of charge detection device according to a particular embodiment of the invention; - Figure 3 shows two graphs arranged in parallel on the same time scale, the upper graph representing the supply voltage of the sector Us and the lower graph representing the supply voltage of the pump Up, the pump current Ip to vacuum and the pump current lp under load; - Figure 4 is a flowchart illustrating the different steps of a particular embodiment of the method according to the invention used to detect the vacuum operation of the pump.

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. FIG. 1 schematically represents an example of an electromagnetic pump 1 with a vibrating core conventionally used on an electrical household appliance of the iron type with steam generator. The pump is supplied with water from a reservoir not shown in the 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. According to FIG. 1, the pump 1 comprises a coil 2 surrounding a hollow metal core 4 mounted to slide, in an axial direction, inside a tubular element 3. The core 4 has an end 4a forming a piston which is guided by a second tubular element 5 provided with two non-return valves 6 and 7. The magnetic field created by the coil 2 causes the displacement of the core 4 against a return spring 9a, the movement of the core 4 under the effect of the spring 9a being damped at the end of travel by a second spring 9b and by an elastic stop 8. The pump is supplied with water by the end 3a of the tubular element 3 and the water is expelled under pressure by the orifice 5a of the tubular element 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. The electromagnetic pump 1 is supplied by a single-phase rectified voltage Up so that the core 4 performs a back and forth movement during the periodic supply of the coil 2. The supply voltage Up, 10 illustrated in FIG. 3 , is advantageously obtained by simple rectification, by means of a diode, of the alternating voltage Us available on the sector.

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. FIG. 2 schematically illustrates the power supply of the pump 1 provided with a state of charge detection device according to the invention. According to this figure, the pump 1 is connected to the supply voltage Up by being connected in series with a resistor. A microcontroller C having an analog digital converter input e1 for measuring the pump current lp and a mains voltage synchronization input e2 is connected to the supply circuit of the pump.

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. The method according to the invention for detecting the vacuum operation of the pump, that is to say without water, will now be described with reference to FIGS. 3 and 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. In a first step 101 of the method, the microcontroller C measures the pump current Ip at each instant and determines, in a second step 102, the instant to of the pump supply period for which the current Ip is 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. In the next step 103, the microcontroller C measures the time AT elapsed between the instant to previously detected and a reference instant tref of the cycle 30 for supplying the pump. This reference instant tref is for example the instant trefi of the curve Up, shown in solid lines in FIG. 4, where the supply voltage Up of the pump becomes zero. In an alternative embodiment, the reference instant tref may also correspond to the instant tref2 where the pump current lp is canceled, the time separating the instant trefl from the instant tref2 being substantially constant over each supply period. and independent of the pump load 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. In the next step 104 of the method, the time AT is compared with a reference time ATmem stored in a memory. This reference time ATmem is obtained by experience and corresponds to the time AT measured when the pump is running empty.

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. In the next step 105 of the method, when AT approaches the reference value ATmem corresponding to the no-load operation of the pump, the electrical supply to the pump is stopped and an alarm is possibly triggered to signal the need to fill the water tank.

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. The steps of the method described above correspond to the steps implemented over each period of the rectified single-phase supply voltage Up, these steps being renewed cyclically.

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. Such a method has the advantage of being inexpensive to implement and of ensuring reliable detection of the vacuum operation of the pump. The Applicant has in fact realized by experimentation that the peak of the pump current moved strongly as a function of the load of the pump. Thus, as illustrated in FIG. 3, the pump current Ip during the no-load operation of the pump, represented by curve A in phantom, presents a peak appearing much later than the peak of the pump current lp during load operation, represented by the dotted curve B.

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. Although in the example described above, the method according to the invention is only used to detect the no-load operation of the pump, the method according to the invention can, in variant embodiments, also be used to detect more precisely different load states of the pump such as low load, medium load or high load. To do this, the time AT measured during step 104 will be compared with a table of memorized reference values ATmem obtained experimentally for different states of charge of the pump, so as to identify the value ATmem closest to the time AT measured and deduce the corresponding state of charge of the pump.

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. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the 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. Thus, in an alternative embodiment, the device for detecting the state of charge may comprise a derivator of the capacitor / resistor type to shape the derivative of the pump current Ip and analyze the zero crossing of the signal dlp / dt so to determine the instant to where the current is maximum.

Claims

1. Method for detecting the state of charge of an electromagnetic pump (1) with vibrating core fitted to a household electrical appliance, said pump (1) being supplied by a rectified alternating voltage Up, characterized in that, over each period d power supply to the pump (1), the state of charge of the pump is detected by measuring the time AT separating the instant 10 t0 where the pump current Ip reaches its maximum of a reference instant tref of the cycle pump power supply.

2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises the following steps: - measurement at each instant t of the value of the pump current Ip, - detection of the instant to o the pump current reaches its maximum, - measurement of the time AT separating the instant to of the reference instant tref, - determination of the state of charge of the pump corresponding to the measured AT.

3. Method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the instant tref is the instant trefl of the supply period in which the supply voltage Up becomes zero.

4. Method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the instant tref is the instant tref2 where the current of the pump Ip becomes zero.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is used to detect the vacuum operation of the pump (1).

6. Device for detecting the state of charge of an electromagnetic pump (1) with vibrating core supplied by a rectified alternating voltage implementing the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it includes means for detecting the instant to o when the pump current Ip reaches its maximum.

7. Household electrical appliance comprising an electromagnetic pump (1) with vibrating core supplied by a reservoir, characterized in that it comprises a device for detecting the state of charge of the pump (1) according to claim 6.

8. Household electrical appliance according to claim 7, characterized in that said state of charge detection device is used to determine the no-load operation of the pump and alert the user to the need to fill the supplying water tank the pump (1).