FR3068839B1 - Procede de regulation de la puissance d’aspiration d’un aspirateur balai sans fil - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un procédé de régulation de la puissance d'aspiration d'un aspirateur balai sans fil (1) comprenant un manche (3), un moteur d'aspiration (9) ou bien un moteur d'aspiration (9) et un moteur de balayage, et une tête d'aspiration et/ou de balayage(2), un accéléromètre (5) pour délivrer des signaux relatifs à une vitesse et/ou une accélération d'une partie du balai sans fil (1), et un gyroscope (6) pour mesurer une position angulaire du manche dans un référentiel déterminé de l'espace, des moyens de traitement (7) des signaux délivrés par l'accéléromètre (5) et le gyroscope (6), et une unité électronique de contrôle (8) du ou des moteurs reliée aux moyens de traitement (7), le procédé comprenant les étapes suivantes : a. déterminer à l'aide de l'accéléromètre (5) et du gyroscope (6) sur une période d'acquisition glissante, des valeurs d'au moins une grandeur représentative de la vitesse et/ou de l'accélération, et de la position angulaire du manche ; b. déterminer une consigne de puissance du ou des moteurs en fonction des valeurs obtenues à l'étape précédente. La présente invention se rapport également à un aspirateur balai sans fil mettant en œuvre ce procédé.
Description
PROCEDE DE REGULATION DE LA PUISSANCE D’ASPIRATION D’UN ASPIRATEUR BALAI SANS FIL
La présente invention concerne le domaine des balais sans fil, et a plus particulièrement pour objet un procédé de régulation de la puissance d’aspiration d’un aspirateur balai sans fil en fonction des conditions d’utilisation, déterminées automatiquement, ainsi que sur ledit aspirateur balai sans fil.
Il est connu de conditionner la mise en route ou l’arrêt d’un balai sans fil en fonction de la détection de la prise en main de celui-ci par un utilisateur, combinée avec la mesure de paramètres d’accélération du manche.
La prise en main d’un tel balai sans fil intelligent est alors détectée par un capteur de pression, un capteur de luminosité, ou un capteur capacitif positionné au niveau de la poignée du balai et configuré pour reconnaître la prise en main de celle-ci par un utilisateur. La détection de la prise en main est ensuite combinée avec une mesure de l’accélération ou de la vitesse du manche pour confirmer que la prise en main a pour objet une opération d’aspiration et/ou de balayage et déclencher en conséquence le démarrage du moteur d’aspiration.
Cependant, l’implantation d’un capteur dans le manche est compliquée et peut engendrer des pannes. De plus, le fonctionnement de l’aspirateur est conditionné à la détection de la prise en main du manche par l’utilisateur. Or, selon l’utilisateur et le positionnement du capteur, le capteur peut détecter plus ou moins bien cette prise en main.
Ainsi, l’invention a pour but d’augmenter la fiabilité d’utilisation d’un aspirateur balai intelligent et donc son ergonomie tout en réalisant davantage d’économies d’énergie. A cet effet, l’invention se rapporte à un procédé de régulation de la puissance d’aspiration d’un aspirateur balai sans fil comprenant un manche, un moteur d’aspiration ou bien un moteur d’aspiration et un moteur de balayage, et une tête d’aspiration et/ou de balayage, un accéléromètre pour délivrer des signaux relatifs à une vitesse et/ou une accélération d’une partie du balai sans fil, et un gyroscope pour mesurer une position angulaire du manche dans un référentiel déterminé de l’espace, des moyens de traitement des signaux délivrés par l’accéléromètre et le gyroscope, et une unité électronique de contrôle du ou des moteurs reliée aux moyens de traitement, le procédé comprenant les étapes suivantes : a. déterminer à l’aide de l’accéléromètre et du gyroscope sur une période d’acquisition glissante, des valeurs d’au moins une grandeur représentative de la vitesse et/ou de l’accélération, et de la position angulaire du manche ; b. déterminer une consigne de puissance du ou des moteurs en fonction des valeurs obtenues à l’étape précédente.
Ainsi, le procédé permet une gestion intuitive, sans fils ni boutons, par l’utilisateur de l’aspirateur balai. Cette gestion intuitive induit en particulier : - une augmentation de l’autonomie des batteries, grâce à la réduction de consommation pendant les périodes de non usage effectif de l’aspirateur, - une augmentation de la durée de vie des batteries, grâce à la réduction du nombre des arrêts intempestifs de l’appareil suivis de remises en marche coûteuses en durée de vie pour les batteries, - une diminution des bruits pendant les périodes où le régime du moteur peut être réduit, - un confort d’utilisation pour l’utilisateur.
Selon un aspect de l’invention, les valeurs de la au moins une grandeur représentative de la vitesse et/ou de l’accélération, et de la position angulaire du manche sont obtenues dans un repère orthonormé de l’espace défini par son origine, un premier axe orienté vers l’avant de l’aspirateur balai dans un plan transversal à la direction principale du manche, un deuxième axe perpendiculaire au plan formé par le premier axe et un troisième axe orienté vers le sol selon la direction principale du manche;
Selon un aspect de l’invention, la au moins une grandeur représentative de la vitesse et/ou de l’accélération et de la position angulaire du manche comprend : - une moyenne quadratique de la vitesse dans un plan horizontal; et/ou - une accélération dans un plan horizontal; et/ou - une accélération selon un premier axe orienté vers l’avant de l’aspirateur balai dans un plan transversal à la direction principale du manche; et/ou - une accélération selon un deuxième axe perpendiculaire au plan formé par le premier axe et un troisième axe orienté vers le sol selon la direction principale du manche; et/ou - une accélération selon le troisième axe; et - une moyenne quadratique de la position angulaire du manche relativement à un axe vertical; et/ou - une position angulaire autour du premier axe; et/ou - une position angulaire autour du deuxième axe.
Selon un aspect de l’invention : au moins une grandeur représentative comprend une moyenne quadratique de la position angulaire du manche relativement à un axe vertical ; la consigne de puissance du ou des moteurs est déterminée à un niveau minimum prédéterminé lorsque la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la position angulaire est supérieure ou égale à un premier seuil prédéterminé, et/ou dans lequel la consigne de puissance du ou des moteurs est déterminée à 0 lorsque la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la position angulaire est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé.
Selon un aspect de l’invention : la au moins une grandeur représentative comprend, une moyenne quadratique de la vitesse de l’accéléromètre dans un plan horizontal ; lorsque la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la position angulaire est supérieure ou égale au premier seuil prédéterminé, et lorsque la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la vitesse est comprise entre 0 et une valeur de vitesse maximum prédéterminée, alors la consigne de puissance du moteur ou des moteurs est déterminée à une valeur comprise entre une valeur minimum prédéterminée et une valeur maximum prédéterminée, et lorsque la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la vitesse est supérieure ou égale à la valeur de vitesse maximum prédéterminée, alors la consigne de puissance est déterminée à la valeur de puissance maximum prédéterminée.
Selon un aspect de l’invention, la consigne de puissance est déterminée à une valeur égale à
lorsque la moyenne quadratique de la vitesse est comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée, où PO est égal à la valeur minimum prédéterminée de la consigne de puissance, Pmax est égal à la valeur maximum prédéterminée de la consigne de puissance, Vmax est égal à la valeur
de vitesse maximum prédéterminée et Vm est égal à la valeur obtenue pour la moyenne quadratique de la vitesse.
Selon un aspect de l’invention, lorsque la moyenne quadratique de la vitesse augmente en étant comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée, la puissance du ou des moteurs est augmentée, et lorsque la moyenne quadratique de la vitesse diminue en étant comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée, la puissance du ou des moteurs est réduite après un délai prédéterminé.
Selon un aspect de l’invention : - la au moins une grandeur représentative comprend une position angulaire du manche mesurée autour d’un axe contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant de l’aspirateur balai, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération dans un plan transversal à la direction principale du manche, avec une première valeur moyenne de l’accélération mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne de l’accélération mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée; - la consigne de puissance du ou des moteurs est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
Selon un aspect de l’invention, le critère déterminé est satisfait si : - une valeur moyenne de la position angulaire est négative, et - la première valeur moyenne de l’accélération est strictement supérieure à la deuxième valeur moyenne de l’accélération.
Selon un aspect de l’invention : - la au moins une grandeur représentative comprend une position angulaire du manche mesurée autour d’un axe contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant de l’aspirateur balai, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche, avec une première valeur moyenne de la position angulaire mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne de la position angulaire mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération selon la direction principale du manche, avec une première valeur moyenne de l’accélération mesurée au début de la période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne de l’accélération mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée; - la consigne de puissance du ou des moteurs est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
Selon un aspect de l’invention, le critère déterminé est satisfait si : - une valeur absolue d’un minimum de la position angulaire est supérieure ou égale à 15 degrés, et - la première valeur moyenne est strictement inférieure à la deuxième valeur moyenne, et - la première valeur moyenne est strictement supérieure à la deuxième valeur moyenne.
Selon un aspect de l’invention : - la au moins une grandeur représentative comprend une première position angulaire du manche mesurée autour d’un premier axe contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant de l’aspirateur balai, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une deuxième position angulaire du manche mesurée autour d’un deuxième axe dans un plan formé par un troisième axe longitudinal à la direction principale du manche et le premier axe, l’origine angulaire étant définie par le premier axe; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération selon le premier axe; - la consigne de puissance du ou des moteurs est déterminée à une valeur minimum prédéterminée si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
Selon un aspect de l’invention, la consigne de puissance du ou des moteurs est déterminée à 0 si pendant un délai prédéterminé le critère déterminé est satisfait.
Selon un aspect de l’invention, le critère est satisfait si : - une valeur moyenne d’une valeur absolue de la première position angulaire du manche est inférieure ou égale à 5 degrés, et - une valeur moyenne de la deuxième position angulaire du manche est supérieure à 10 degrés, et - une valeur absolue d’une valeur moyenne de l’accélération selon le premier axe est supérieure à 3,5m/s2.
Selon un aspect de l’invention: - la au moins une grandeur représentative comprend une première position angulaire du manche mesurée autour d’un premier axe contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant de l’aspirateur balai sans fil, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une deuxième position angulaire du manche mesurée autour d’un deuxième axe dans un plan formé par un troisième axe longitudinal à la direction principale du manche et le premier axe, l’origine angulaire étant définie par le premier axe; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération selon le troisième axe; - la consigne de puissance du ou des moteurs est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction de l’au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
Selon un aspect de l’invention, le critère déterminé est satisfait si: - une valeur moyenne de la première position angulaire est supérieure ou égale à 35 degrés, et - une valeur moyenne de la deuxième position angulaire est supérieure à 0 degré, et - une valeur moyenne d’une valeur absolue de l’accélération est supérieure à 2,5m/s2.
Selon un aspect de l’invention, la consigne de puissance du ou des moteurs est déterminée en ajustant la fréquence et la largeur des impulsions d’une commande électronique du ou des moteurs. L’invention concerne également un aspirateur balai sans fil comprenant un manche, un moteur d’aspiration ou un moteur d’aspiration et un moteur de balayage, et une tête d’aspiration et/ou de balayage, un accéléromètre pour délivrer des signaux relatifs à une vitesse et/ou une accélération d’une partie du balai sans fil, un gyroscope pour mesurer une position angulaire du manche dans un référentiel déterminé de l’espace, des moyens de traitement des signaux délivrés par l’accéléromètre et le gyroscope, et une unité électronique de contrôle reliée aux moyens de traitement et configurée pour réguler la puissance du ou des moteurs en mettant en oeuvre le procédé tel que décrit précédemment.
Pour sa bonne compréhension, l’invention est décrite en référence aux dessins ci-annexés représentant à titre d’exemples non limitatifs, une ou plusieurs formes de réalisation d’un dispositif selon l’invention.
La figure 1 est une vue d’un aspirateur de type balai sans fil qui illustre le principe général de l’invention.
La figure 2 est une représentation schématique de la carte électronique de contrôle du balai sans fil.
La figure 3 est une représentation schématique d’un mode de réalisation de l’algorithme de commande du moteur du balai sans fil.
La figure 4 est une représentation schématique d’une variante de l’algorithme de commande du moteur du balai sans fil.
La figure 5 est un exemple de chronogramme du fonctionnement de la commande du moteur par modulation de la largeur des impulsions (PWM).
La figure 6 est une représentation du balai sans fil dans un repère de l’espace dans lequel sont mesurés des paramètres de déplacement linéaire et angulaire. L’aspirateur balai sans fil 1, représenté sur la figure 1, comprend un manche 3, une partie moteur et une tête d’aspiration 2.
Le manche 3 est relié de manière solidaire à la partie moteur et la tête d’aspiration 2 est reliée à la partie moteur par une liaison pivot.
En outre, l’aspirateur balai sans fil 1 est équipé d’une centrale inertielle 4.
Comme illustré à la figure 2 cette centrale inertielle 4 comprend un accéléromètre 5 et un gyroscope 6. Cette centrale inertielle est reliée à des moyens de traitement 7 du signal, permettant d’interpréter les signaux délivrés par l’accéléromètre 5 et le gyroscope 6 et d’en déduire les mouvements du manche 3, généralement impulsés par un utilisateur. Les mouvements du manche 3 sont interprétés selon différents paramètres tels qu’un sens de déplacement du manche, la vitesse et l’accélération du manche au cours de son déplacement, ainsi qu’un sens d’orientation et une amplitude de cette orientation.
Les moyens de traitement 7 du signal sont reliés à une unité électronique de contrôle 8 agencée pour piloter un moteur 9 parmi les moteurs d’aspiration ou de balayage. Les moyens de traitement 7 et l’unité électronique de contrôle 8 sont montés sur une même carte électronique principale 10 positionnée à l’intérieur du manche 3.
De préférence, la carte électronique principale 10 est fixée à l’intérieur du manche 3 de manière à ce que la centrale inertielle 4 soit au maximum à proximité de l’extrémité libre du manche 3. Cela permet de détecter une plus grande course du manche 3 lors d’un changement d’orientation du manche 3 et donc de bénéficier d’une sensibilité accrue du gyroscope 6.
Le procédé de régulation de la puissance d’aspiration d’un aspirateur balai sans fil 1 selon l’invention est donc mis en œuvre par l’unité électronique de contrôle 8 qui exécute un algorithme de décision dont l’ordinogramme est représenté en figure 3 selon un premier mode de réalisation, et en figure 4 selon une variante plus élaborée.
Le procédé exécuté par l’unité électronique de contrôle 8 comprend une première étape a. qui consiste, dans un premier temps d’acquisition, à déterminer sur une période glissante d’une durée prédéterminée d’environ 3 à 5 secondes, les suites de valeurs des différentes composantes de la vitesse, de l’accélération mesurées par l’accéléromètre et de l’orientation du manche mesurées par le gyroscope.
Dans un deuxième temps diverses valeurs intermédiaires sont calculées, pour déterminer, lors d’une étape b. du procédé, une consigne de puissance du ou des moteurs d’aspiration et/ou de balayage. Ces valeurs intermédiaires sont par exemple des moyennes ou des moyennes quadratiques de suites de valeurs instantanées mesurées et enregistrées ; elles sont calculées sur des périodes de temps prédéterminées glissantes de manière notamment à lisser le bruit de mesure.
Dans la suite de la description, les vitesses, accélérations et orientations considérées seront représentées par leurs composantes dans un repère orthonormé (Ο, X, Y, Z) solidaire du manche 3 de l’aspirateur balai sans fil 1, tel que représenté à la figure 6, dont l’origine O est située en un point du manche 3 proche de son extrémité dans la direction opposée à la tête d’aspiration 2, à l’emplacement de la centrale inertielle 4 ; l’axe Z du repère est orienté selon la direction principale du manche et vers la tête d’aspiration 2; l’axe X est situé dans un plan perpendiculaire à l’axe Z et orienté sensiblement vers l’avant F de l’aspirateur balai sans fil 1 ; l’axe Y est perpendiculaire au plan formé par les axes X et Z. L’orientation, ou position angulaire, selon l’axe X, également appelée roulis, désigne l’angle de rotation du manche 3 autour de l’axe X. L’orientation, ou position angulaire, selon l’axe Y, également appelée tangage, désigne l’angle de rotation du manche 3 autour de Y. L’orientation, ou position angulaire, selon l’axe Z, également appelée lacet, désigne l’angle de rotation du manche 3 autour de Z.
Par convention un déplacement angulaire autour d’un axe donné est positif dans le sens trigonométrique vu par un observateur placé sur l’axe considéré et regardant dans le sens positif de cet axe. En outre, l’origine de l’orientation ou de la position angulaire autour de l’axe X est définie par l’axe Z, l’origine de l’orientation ou de la position angulaire autour de l’axe Y est définie par l’axe X, l’origine de l’orientation ou la position angulaire autour de l’axe Z est définie par l’axe X.
Les suites de valeurs instantanées mesurées à chaque étape de l’algorithme de décision sur une période glissante d’une durée d’environ 3 à 5 secondes, sont les suivantes : - la vitesse horizontale Vh dans un plan horizontal, - la position angulaire en roulis et en tangage du manche, dont on peut déduire une position angulaire du manche relativement à un axe vertical. - l’accélération transverse Act dans un plan transversal au manche, - l’accélération longitudinale Acm selon la direction du manche,
Les valeurs intermédiaires calculées en temps-réel à partir des suites de valeurs mesurées précédemment, peuvent être par exemple les suivantes : - une vitesse moyenne Vm égale à la moyenne quadratique des mesures de la vitesse horizontale Vh dans un plan horizontal ; - une position angulaire moyenne Am égale à la moyenne quadratique des mesures instantanées Av de la position angulaire du manche relativement à un axe vertical ; - une position angulaire moyenne Rm selon l’axe X ; avec R1 mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et R2 mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée ; - une valeur moyenne de la valeur absolue absR de l’orientation selon l’axe X ; - une position angulaire moyenne Tm selon l’axe Y, ; avec T1 mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et T2 mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée ; - une accélération moyenne Act dans un plan transversal au manche, ; avec une première valeur moyenne d’accélération Act1 mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne d’accélération Act2 mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée ; - une accélération moyenne Acx selon l’axe X ; avec une première valeur moyenne d’accélération Acx1 selon l’axe X mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne d’accélération Acx2 selon l’axe X mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée ; - une accélération moyenne Acm selon la direction du manche, ; avec une première valeur moyenne d’accélération Acm1 selon la direction du manche mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne d’accélération Acm2 selon la direction du manche mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée ; - une valeur moyenne de la valeur absolue de l’accélération absAcm selon la direction du manche.
Les périodes de temps prédéterminées considérées ci-dessus sont de l’ordre de quelques secondes, de préférence 2 à 3 secondes ; la durée de la période de temps considérée peut être différente selon que l’on essaye d’identifier un comportement particulier de l’aspirateur balai sans fil 1, notamment lors d’un virage, ou bien lors du passage sous un meuble.
Selon un premier mode de réalisation, l’étape suivante b. de l’algorithme mis en oeuvre par l’unité électronique de contrôle 8 consiste à effectuer le test b10 : avec le test b10 la position angulaire moyenne Am de l’angle A entre l’axe du manche 3 et la verticale est comparée avec un seuil prédéterminé Amax. Le seuil prédéterminé Amax est compris de préférence entre 0 et 30°. Si la position angulaire moyenne Am est inférieure au seuil prédéterminé Amax, l’unité électronique de contrôle 8 considérera que l’aspirateur n’a pas quitté ou est revenu à sa position de parking (i.e. position sensiblement verticale) et arrêtera si besoin le ou les moteurs, ou bien maintiendra ceux-ci à l’arrêt s’ils étaient déjà arrêtés. L’algorithme revient alors à l’étape b., étant entendu qu’une nouvelle série de mesures des valeurs de vitesse, accélération et position angulaire du manche aura été réalisée avant que le test b10 ne soit à nouveau réalisé sur les valeurs moyennes dérivées de cette nouvelle série de mesures.
Le choix de la moyenne quadratique sur la période glissante de 3 à 5 secondes permet d’éviter qu’un aller-retour trop rapide du manche en-dehors de la zone angulaire limitée par le seuil prédéterminé Amax ne déclenche un démarrage ou, en sens inverse, un arrêt intempestif du ou des moteurs.
Si l’issue du test sur la position angulaire moyenne Am est négatif, autrement dit si la position angulaire moyenne Am est supérieure au seui prédéterminé Amax, alors l’algorithme commandera un démarrage du ou des moteurs avec un niveau de puissance qui sera fonction de la vitesse moyenne Vm quadratique des vitesses horizontales Vh de déplacement du manche 3 dans un plan horizontal et mesurées par l’accéléromètre 5 au cours de la dernière période glissante de 3 à 5 secondes. La fonction de transfert entre la vitesse moyenne Vm quadratique et la puissance d’aspiration et/ou de balayage commandée sera de préférence une fonction linéaire du type
où PO est la puissance minimum prévue pour une vitesse de déplacement nulle, et Pmax la puissance maximum acceptable par le moteur et appliquée dès que la vitesse moyenne Vm devient supérieure ou égale à la valeur de vitesse maximum prédéterminée Vmax. De préférence, PO = 10% Pmax.
Afin d’éviter des baisses de régime intempestives, la puissance d’aspiration et/ou de balayage sera instantanément, et de préférence proportionnellement, ajustée à la hausse en cas de hausse de la vitesse moyenne Vm inférieure à la valeur de vitesse maximum prédéterminée Vmax, tandis que cette puissance ne sera réduite, en cas de baisse de la vitesse moyenne Vm inférieure à la valeur de vitesse maximum prédéterminée Vmax, qu’après un délai de temporisation D1 prédéterminé ; l’écoulement du délai est mesuré au moyen d’un chronomètre connu, représenté sur la figure 3 par un compteur C11.
La mise en œuvre de cette commande proportionnelle peut être réalisée très simplement par une modulation de la largeur d’impulsions (PWM) envoyées au moteur électrique : comme cela est illustré sur la figure 5, plus le déplacement de l’aspirateur balai sans fil 1 ou du manche 3 sera rapide, plus la vitesse du ou des moteurs 9 d’aspiration ou de balayage sera rapide par l’effet d’une augmentation du rapport cyclique de la modulation de la largeur
d’impulsions illustré par une zone 12 du graphe de la figure 5, et inversement plus le mouvement sera lent, plus le rapport cyclique sera réduit comme cela est illustré par les zones 11 et 13 du graphe de la figure 5 ; la puissance d’aspiration ou de balayage du ou des moteurs sera réduite en conséquence.
Selon une variante plus élaborée de l’invention, des tests complémentaires sont réalisés sur d’autres valeurs intermédiaires afin d’identifier différentes conditions d’utilisation du balai sans fil, telles que : « passage contre un mur» : lorsque l’utilisateur passe l’aspirateur balai sans fil 1 contre un mur, la puissance d’aspiration ou de balayage doit être maintenue même si la vitesse moyenne Vm diminue sensiblement. Le critère de reconnaissance de cette situation est le suivant : o La position angulaire moyenne Rm selon l’axe X est négative, et o La première valeur moyenne d’accélération Act1 est strictement supérieure à la deuxième valeur moyenne d’accélération Act2. « virage » : lorsque l’utilisateur effectue des virages avec l’aspirateur balai sans fil, la vitesse diminue sensiblement, mais la puissance d’aspiration ou de balayage doit néanmoins être maintenue. Le critère de reconnaissance de cette situation est le suivant : o La valeur moyenne de la valeur absolue absR est supérieur ou égal à 15 degrés, et o La première position moyenne angulaire R1 est strictement inférieur à la deuxième position moyenne angulaire R2, et o La première valeur moyenne d’accélération Acm1 est strictement supérieur à la deuxième valeur moyenne d’accélération Acm2. « repos » : lorsque l’utilisateur doit déplacer un objet pendant son nettoyage, il pose l’aspirateur balai sans fil qui, de ce fait, devient immobile pendant un moment sans être en position de rangement ou de parking ; alors la puissance d’aspiration ou de balayage doit être fixée à la valeur minimum dans un premier temps, puis à 0 à la fin d’un délai de temporisation D2, d’environ 30 secondes par exemple. De la même manière, différents types de secousses inappropriées doivent pouvoir être détectées. Le critère de reconnaissance de ces différentes situations est le suivant : o La valeur moyenne de la valeur absolue absR est inférieur ou égale à 5 degrés, et o La position angulaire moyenne Tm selon l’axe Y est supérieur à 10 degrés, et o La valeur absolue de l’accélération moyenne Acx est supérieure à 3,5m/s2. « passage sous un meuble» : lorsque l’utilisateur passe l’aspirateur balai sans fil sous un meuble, la puissance d’aspiration ou de balayage doit être maintenue même si la vitesse moyenne Vm diminue sensiblement, à l’instar de ce qui est fait pour les virages, et sans confondre cette situation avec une « chute » du balai. Le critère de reconnaissance de cette situation est le suivant : o La position angulaire moyenne Rm selon l’axe X est supérieure ou égale à 35 degrés, et o La position angulaire Tm selon l’axe Y est supérieure à 0 degré, et o La valeur moyenne de la valeur absolue de l’accélération absAcm est supérieure à 2,5m/s2. « chute » : lorsque l’aspirateur balai sans fil est mal posé en position parking, il peut tomber ; cela ne doit pas déclencher un démarrage intempestif du moteur, ni être confondu avec la situation de « passage sous un meuble ». Le critère d’identification de la chute consiste à vérifier qu’aucun des critères d’identification précités n’est vérifié. L’algorithme décisionnel correspondant à cette variante de l’invention est représenté en figure 4. Les mesures et calculs des valeurs intermédiaires étant réalisées, un premier test b11, qui remplace le test b10 de la variante précédente à l’étape b., vise à déterminer si l’aspirateur balai sans fil est en position de rangement (la position angulaire moyenne Am est inférieure au seuil prédéterminé Amax) ou si l’aspirateur balai sans fil a chuté ; dans l’un ou l’autre cas l’unité électronique de contrôle 8 commandera l’arrêt du moteur ; sinon le test suivant b12 visera à déterminer si l’aspirateur balai sans fil est au repos ; dans ce cas, la puissance d’aspiration ou de balayage est fixée à la puissance minimale PO et un compteur C2 est incrémenté comme indiqué en C22 ; ce compteur déclenchera le cas échéant l’arrêt du moteur à l’expiration d’un délai de temporisation D2.
Si le test b12 du repos est négatif, on revient au cas nominal avec un test sur la vitesse moyenne Vm ; si la vitesse moyenne Vm est inférieure à la valeur de vitesse maximum prédéterminée Vmax, et si la vitesse moyenne Vm diminue alors l’algorithme applique un test b13 visant à déterminer si les conditions d’emploi de l’aspirateur balai sans fil correspondent au passage sous un meuble ou à un virage : dans ces deux cas, la puissance d’aspiration ou de balayage du moteur sera maintenue constante ; sinon le compteur C1 sera incrémenté, comme indiqué en C11 de la figure 4 ; ce compteur déclenchera une réduction de la puissance d’aspiration ou de balayage du moteur à l’expiration du délai de temporisation D2.
Bien que l’invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation et d’applications, il est bien évident qu’elle n’y est nullement limitée.
Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de l’agencement et de la constitution des différents éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (16)
- REVENDICATIONS1. Procédé de régulation de la puissance d’aspiration d’un aspirateur balai sans fil (1) comprenant un manche (3), un moteur d’aspiration ou bien un moteur (9) d’aspiration et un moteur de balayage, et une tête d’aspiration et/ou de balayage(2), un accéléromètre (5) pour délivrer des signaux relatifs à une vitesse et/ou une accélération d’une partie du balai sans fil (1), et un gyroscope (6) pour mesurer une position angulaire du manche dans un référentiel déterminé de l’espace, des moyens de traitement (7) des signaux délivrés par l’accéléromètre (5) et le gyroscope (6), et une unité électronique de contrôle (8) du ou des moteurs reliée aux moyens de traitement (7), le procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer à l’aide de l’accéléromètre (5) et du gyroscope (6) sur une période d’acquisition glissante, des valeurs d’au moins une grandeur représentative de la vitesse et/ou de l’accélération, et de la position angulaire du manche ; - déterminer une consigne de puissance (P) du ou des moteurs en fonction des valeurs obtenues à l’étape précédente.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une position angulaire moyenne (Am) quadratique du manche (3) relativement à un axe vertical ; - la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est déterminée à un niveau minimum prédéterminé lorsque la valeur obtenue pour la position angulaire moyenne (Am) quadratique est supérieure ou égale à un premier seuil prédéterminé, et/ou dans lequel la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est déterminée à 0 lorsque la valeur obtenue pour la position angulaire moyenne (Am) quadratique est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé.
- 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une vitesse moyenne (Vm) quadratique de l’accéléromètre (5) dans un plan horizontal ; - lorsque la valeur obtenue pour la position angulaire moyenne (Am) quadratique est supérieure ou égale au premier seuil prédéterminé, et lorsque la valeur obtenue pour la vitesse moyenne (Vm) quadratique est comprise entre 0 et une valeur de vitesse maximum prédéterminée (Vmax), alors la consigne de puissance (P) du moteur ou des moteurs (9) est déterminée à une valeur comprise entre une valeur minimum prédéterminée (PO) et une valeur maximum prédéterminée (Pmax), et lorsque la valeur obtenue pour la vitesse moyenne (Vm) quadratique est supérieure ou égale à la valeur de vitesse maximum prédéterminée (Vmax), alors la consigne de puissance (P) est déterminée à la valeur de puissance maximum prédéterminée (Pmax).
- 4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la consigne de puissance (P) est déterminée à une valeur égale àlorsque la vitesse moyenne (Vm) quadratique est comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée (Vmax).
- 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel, lorsque la vitesse moyenne (Vm) quadratique augmente en étant comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée (Vmax), la puissance (P) du ou des moteurs (9) est augmentée, et lorsque la vitesse moyenne (Vm) quadratique diminue en étant comprise entre 0 et la valeur de vitesse maximum prédéterminée (Vmax), la puissance (P) du ou des moteurs (9) est réduite après un délai de temporisation (D1) prédéterminé.
- 6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un axe (X) contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant (F) de l’aspirateur balai sans fil (1), l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération moyenne (Act) dans un plan transversal à la direction principale du manche (3), avec une première valeur moyenne d’accélération (Act1 ) de l’accélération moyenne (Act) mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne d’accélération (Act2) de l’accélération moyenne (Act) mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée;- la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
- 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le critère déterminé est satisfait si : - une valeur moyenne de la position angulaire mesurée autour d’un premier axe (X) est négative, et - la première valeur moyenne d’accélération (Act1) de l’accélération moyenne (Act) est strictement supérieure à la deuxième valeur moyenne d’accélération (Act2) de l’accélération moyenne (Act).
- 8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un premier axe (X) contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant (F) de l’aspirateur balai sans fil, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche, avec une première valeur moyenne (R1) de la position angulaire mesurée au début d’une période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne (R2) de la position angulaire mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée; - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération moyenne (Acz) selon la direction principale du manche, avec une première valeur moyenne d’accélération (Acz1) de l’accélération moyenne (Acz) mesurée au début de la période de temps prédéterminée, et une deuxième valeur moyenne d’accélération (Acz2) de l’accélération moyenne (Acz) mesurée à la fin de la période de temps prédéterminée; - la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
- 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le critère déterminé est satisfait si : - une valeur absolue d’un minimum de la position angulaire mesurée autour d’un premier axe (X) est supérieure ou égale à 15 degrés, et - la première valeur moyenne (R1) est strictement inférieure à la deuxième valeur moyenne (R2), et - la première valeur moyenne d’accélération (Acz1) est strictement supérieure à la deuxième valeur moyenne d’accélération (Acz2).
- 10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une première position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un premier axe (X) contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant (F) de l’aspirateur balai (1) sans fil, l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une deuxième position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un deuxième axe (Y) dans un plan formé par un troisième axe (Z) longitudinal à la direction principale du manche et le premier axe (X), l’origine angulaire étant définie par le premier axe (X); - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération moyenne (Acx) selon le premier axe (X); - la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est déterminée à une valeur minimum prédéterminée si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction des valeurs obtenues pour la au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
- 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la consigne de puissance (P) du ou des moteurs (9) est déterminée à 0 si pendant un délai de temporisation prédéterminé (D2) le critère déterminé est satisfait.
- 12. Procédé selon les revendications 10 ou 11, dans lequel le critère est satisfait si : - une valeur moyenne d’une valeur absolue de la première position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un premier axe (X) est inférieure ou égale à 5 degrés, et - une valeur moyenne de la deuxième position angulaire autour d’un deuxième axe (Y) du manche (3) est supérieure à 10 degrés, et - une valeur absolue d’une valeur moyenne d’accélération (Acx) selon le premier axe (X) est supérieure à 3,5m/s2.
- 13. Procédé selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel : - la au moins une grandeur représentative comprend une première position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un premier axe (X) contenu dans un plan transversal à une direction principale du manche et orienté vers l’avant (F) de l’aspirateur balai (1 ), l’origine angulaire étant définie par la direction principale du manche ; - la au moins une grandeur représentative comprend une deuxième position angulaire du manche (3) mesurée autour d’un deuxième axe (Y) dans un plan formé par un troisième axe (Z) longitudinal à la direction principale du manche et le premier axe (X), l’origine angulaire étant définie par le premier axe (X); - la au moins une grandeur représentative comprend une accélération moyenne (Acz) selon le troisième axe (Z); - la consigne de puissance du ou des moteurs (9) est maintenue constante si un critère déterminé est satisfait, ledit critère étant déterminé en fonction de l’au moins une grandeur représentative de la position angulaire et de l’accélération.
- 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le critère déterminé est satisfait si: - une valeur moyenne de la première position angulaire mesurée autour d’un premier axe (X) est supérieure ou égale à 35 degrés, et - une valeur moyenne de la deuxième position angulaire mesurée autour d’un deuxième axe (Y) est supérieure à 0 degré, et - une valeur d’une accélération moyenne (Acz) est supérieure à 2,5m/s2.
- 15. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la consigne de puissance du ou des moteurs (9) est déterminée en ajustant la fréquence et la largeur des impulsions (PWM) d’une commande électronique du ou des moteurs.
- 16. Aspirateur balai sans fil (1) comprenant un manche (3) un moteur d’aspiration (9) ou bien un moteur d’aspiration (9) et un moteur de balayage, et une tête d’aspiration et/ou de balayage (2), un accéléromètre (5) pour délivrer des signaux relatifs à une vitesse et/ou une accélération d’une partie de l’aspirateur balai sans fil (1 ), un gyroscope (6) pour mesurer la position angulaire du manche dans un référentiel déterminé de l’espace, des moyens de traitement (7) des signaux délivrés par l’accéléromètre (5) et le gyroscope (6), et une unité électronique de contrôle (8) reliée aux moyens de traitement (7) et configurée pour réguler la puissance du ou des moteurs en mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
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