CN109038627A - 一种用于操作具有蓄电池的家用电器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作具有蓄电池(2)的家用电器(1)的方法，其中根据预定的条件来控制用于给蓄电池(2)充电的充电操作的充电开始时间。为了在没有充电保持模式的情况下确保蓄电池(2)的所需充电容量，建议根据家用电器(1)的充电时段和预定义使用的时间来控制充电开始时间。

Description

一种用于操作具有蓄电池的家用电器的方法

技术领域

本发明涉及一种具有蓄电池的家用电器的操作方法，其中根据预定义的条件来控制用于给蓄电池充电的充电操作的充电开始时间。

本发明还涉及具有蓄电池和用于控制蓄电池的充电操作的充电开始时间的控制和评估装置的家用电器。

背景技术

上述类型的方法和家用电器从现有技术中是已知的。

在本发明的上下文中，家用电器例如是诸如真空吸尘器、湿擦装置和/或其组合的清洁设备、电动操作的厨房设备、电动操作的工具、研磨和/或抛光装置、割草机等。这尤其还包括自助式家用电器，例如以吸尘机器人、擦拭机器人、剪草机器人、抛光机器人等形式。

已知通过充电站和/或充电网络为家用电器的蓄电池充电，其中充电开始时间根据预定义的条件来控制。

例如，公开文献JP 2004-305495A公开了一种用于真空吸尘器的充电开始时间的控制，其中充电开始时间在每天的同一时间发生，例如为了在夜间利用降低的电费或者根据光伏系统的能量产生可变地。

例如，公开文本WO 2016/146194A1进一步公开了具有集成充电站和手持工具的工具箱，其中充电开始时间在工具箱打开或关闭时开始并且充电速度在快速充电操作和标准充电操作之间变化。

这些已知解决方案的缺点是：蓄电池的充电被控制以便在特定时间开始，为了保持最大容量，在完成整个充电操作之后，蓄电池必须在充电保持模式下连续再充电。充电保持模式会缩短蓄电池的使用寿命。

发明内容

基于上述现有技术，本发明旨在分别改进上述方法和使用这种方法的家用电器，使得蓄电池的充电保持模式可以被消除，并且所需的充电容量在使用时仍然可用。

为了实现这个目的，本发明提出，根据家用电器的充电周期和预定义使用的时间来控制充电开始时间。

根据本发明，蓄电池的充电操作开始的充电开始时间现在被计划，特别是被延迟，使得恰好在家用电器的使用的时间达到时，即在家用电器应该被使用的时间，完成充电操作。充电操作的充电开始时间因此根据计划的使用的时间来定义，使得充电器在计划的使用的时间以所需的充电容量充电，并且因此不再需要充电保持模式。因此，本发明消除了充电保持模式对蓄电池的负面影响，即由于充电保持模式导致的加速老化过程而导致蓄电池的使用寿命缩短。另外，由于在使用家用电器时准确地确保了充电容量，而不需要充电保持模式，因此所需的充电容量以特别省电的方式提供。充电开始时间可以由家用电器的控制设备来控制，该控制设备考虑家用电器的充电时间和使用的时间，或者可选地通过特别是经由在家用电器和外部控制单元之间建立的通信链路访问家用电器的外部控制设备来控制。此外，还可以基于家用电器的控制设备与外部控制设备之间的交互，特别是通过执行数据交换来控制充电开始时间。

特别建议计算达到所需充电容量的预期充电周期。为了计算延迟的充电开始时间，必须从家用电器被需要的已知使用的时间中扣除预期充电周期，以使充电周期恰好在家用电器被需要时完成。所需的充电周期是通过考虑所需的充电容量和蓄电池可能已经被充电的百分比来计算的。基于充电开始时间，家用电器的使用的时间由所计算的充电周期的相加而产生。

此外建议基于包含家用电器的定义的使用的时间和/或操作模式的家用电器的使用调度(usage schedule)来确定使用的时间。使用调度可以存储在家用电器的存储器内或存储在家用电器外部的存储器内。例如，使用调度包含具有使用家用电器的季节、月份、工作日、时间等的日历数据库。使用调度可以特别包含在住宅的不同房间中家用电器的使用。此外，家用电器的操作模式，例如省电模式下的清洁操作，用于清洁房间或住宅的特别污染区域的点清洁操作等也可以存储在使用调度。为了计算充电开始时间，评估和控制设备访问该使用调度，检查家用电器的下一次的使用的时间何时被计划，以及如果适当，检查计划的使用的时间并计算充电开始时间，即考虑到充电周期，蓄电池的充电操作必须开始的时间以便恰好在计划的使用的时间完成充电操作。家用电器的使用调度也可以特别地存储在外部通信设备中，其中可以为此目的使用数据通信，优选无线通信。外部通信设备可以包括例如移动电话、平板电脑、膝上型电脑等。

此外建议基于家用电器的先前使用次数的确定的使用模式和/或操作模式来准备和/或处理使用调度。为了准备使用调度，存储和分析家用电器的先前的使用次数和/或操作模式，以便基于多个数据检测家用电器的使用模式。使用模式可以包含关于使用的家用电器的日期、时间和功能的信息，其中所述信息例如以日历形式存储，并且如果适用的话结合指示检测到的使用模式的重复的概率的概率信息。例如，使用模式可以包含过去重复使用(特别是特定的次数)的清洁机器人的清洁过程，以及使用清洁设备的过程中(如果适用的话)某些操作模式。基于存储在其中的该使用调度和使用模式，可以确定何时安排家用电器的下一次使用以及将需要哪种使用类型。根据这个信息，可以重新计算何时必须开始具有计算的或已知的充电周期的充电操作以便及时给蓄电池充电。

建议使用调度由家用电器的用户准备和/或处理和/或使用调度通过家用电器的操作设备或者借助于通信链接到家用电器的外部设备准备和/或处理。使用调度可以例如借助于诸如家用电器的小键盘或触摸屏的操作设备来输入。或者，家用电器的用户也可以借助于外部设备(例如，遥控器或诸如智能电话或平板电脑的移动通信设备)输入相应的信息。此外，使用调度的自动准备和处理，特别是更新也是可以想到的，例如，家用电器的评估和控制装置分析并使用使用模式来准备和处理使用调度。在这种情况下，不需要用户的手动输入，但是每次再次使用家用电器时，使用调度都会被更新或者至少被检查。使用调度的准备和处理，特别是使用次数的登记也可以借助于布置在家用电器外部并具有到家用电器的无线通信信道(例如经由WLAN、蓝牙或ZigBee)或者有线通信信道(例如电力线LAN)的中央单元来执行。中央单元可以以本地单元的形式或以网络服务器系统(云)的形式来实现。

考虑到外部环境参数，特别是天气数据，可以设想预定义使用的时间。此外可以设想，考虑包含用户的计划活动的用户日历来预定义使用的时间。根据该实施例，使用关于家用电器外部条件的外部信息。例如，这可以是关于当前天气情况的信息，关于房屋污染程度的信息等。基于该信息，可以计划家用电器的使用的时间，并且特别是可以控制家用电器的使用间隔或甚至操作周期。例如，在雨天期间，待清洁的房屋特别脏，人员位于房屋内等等可能更为可能。为此，家用电器或计算使用调度的控制和评估装置可以访问提供天气信息的外部服务器。基于包含用户的计划活动的用户日历定义使用的时间是特别有利的。基于该用户日历，例如可以确定用户何时位于房屋内，用户最可能位于哪个房间，用户在该过程中执行哪种活动或何时用户将返回家中。在清洁机器人的情况下，使用家用电器而用户通常没有位于房屋内可能是有利的。如果家用电器例如由厨房用具组成，则相反，当用户在家时使用家用电器可能是有利的并且可以在家用电器发生故障的情况下进行干预，例如在烹饪过程开始时。因此，例如清洁机器人、厨房设备或其他电器的不同家用电器的使用的时间可以与用户日历上的信息一起非常不同地进行计划，其中这又会影响用于确保家用电器的蓄电池的充电操作在使用时完成的最佳充电开始时间。

建议所需充电容量是蓄电池的最大容量。因此，用于充电操作的充电周期总是相对于蓄电池的最大容量(即蓄电池的满充电)进行计算。因此，所需的充电容量总是被假定为最大充电容量，即使对于家用电器的计划的使用仅需要在蓄电池中存储的一部分能量。

此外可以设想，基于家用电器的计划的使用的能量需求来计算所需的充电容量。在这个实施例中，蓄电池仅按计划的使用的需要被充电。所需的充电容量根据计算出的能量需求进行计算。能量需求取决于家用电器的类型，特别是其电动机功率、操作模式(例如节能模式或特别耗能的操作模式)、以及计划的使用，即将由家用电器执行的任务。如果计划的使用包括例如用于清洁房间的特定局部区域的点清洁模式，则可以基于该清洁模式的能量需求来计算用于完成整个计划任务的蓄电池的最小充电状态。如果家用电器必须立即连续或在短时间内执行相同或不同的工作任务，则可以计算总体能量需求，从而定义所需的充电容量。因此在蓄电池的充电操作期间蓄电池不必完全充电。此外有利的是保留蓄电池的最小充电容量，以便始终允许家用电器的至少有限的操作。这样，家用电器可以在短时间内使用。通过阈值查询可以保持最小充电容量，其中，当充电容量低于阈值时，不管计划的使用的时间如何，都执行蓄电池的充电操作。例如，最小充电量确保了如果发生突然污染，可以使用清洁装置进行自发清洁操作。

此外提出，基于当前充电容量和/或基于蓄电池的当前状态，特别是蓄电池的寿命，确定用于达到所需充电容量的预期充电周期。达到进行计划的使用所需的期望充电容量所需的时间周期取决于蓄电池的当前充电容量，即其当前充电状态。例如，如果蓄电池仍然是半充电的，则所需的充电周期比几乎完全放电的蓄电池短。另一个因素是蓄电池的当前状态，其在蓄电池的操作年代的过程中特别变化。因此特别有利的是定期检查蓄电池的状态以便获得关于预期充电周期的信息。控制充电操作的控制和评估设备因此接收关于蓄电池的当前状态的信息，例如关于蓄电池的当前仍然可获得的最大充电容量的信息，关于老化状态的信息等，并且可以基于该信息计算蓄电池的充电操作持续多长时间直到达到期望的充电容量。关于当前充电容量、最大可达充电容量和/或蓄电池年限的信息可连续地或在规定的时间间隔内登记。

除了上述用于操作家用电器的方法之外，本发明还提出了一种具有蓄电池和用于控制蓄电池的充电操作的充电开始时间的控制和评估设备的家用电器，其中，控制并且评估设备被设计和实现用于执行根据上述实施例之一的方法。家用电器可以由不同的装置组成，例如清洁装置、厨房用具、割草机器人、抛光装置、窗户清洁装置或其他具有蓄电池的装置。本发明的家用电器尤其包括自移动式家用电器，尤其是真空吸尘机器人、擦拭机器人、剪草机器人等。

在系统的上下文中，家用电器与适于给家用电器的蓄电池充电的充电站兼容。在该系统内，控制和评估设备可以分配给家用电器或充电站，其中家用电器和充电站有利地彼此通信链接。用于存储上述使用调度的存储器可以是家用电器的存储器、充电站的存储器、外部设备或网络服务器的存储器。家用电器或由家用电器和充电站或外部设备或外部存储器组成的系统的其他特性和优点可以从对该方法的前面描述中收集。

附图说明

下面参照示例性实施例更详细地描述本发明。在图中：

图1显示了由家用电器、充电站、外部设备和网络服务器组成的系统。

具体实施方式

图1示出了在这种情况下以自行清洁机器人的形式实现的家用电器1。家用电器1尤其由具有其除了别的以外还包括图中可见的侧面刷子的多个清洁元件8的吸尘机器人组成。家用电器1通常具有驱动轮，家用电器1借助该驱动轮可在一个或多个房间内行进。在这种情况下，家用电器1还设置有距离测量设备9，例如三角测量装置，该距离测量设备9测量与障碍物的距离并且用于家用电器1在房屋内的导航。家用电器1具有蓄电池2、操作设备4和存储器7。在这种情况下，操作设备4由触敏显示器即触摸屏组成，借助于该触敏显示器，用户可以将输入和命令发送到家用电器1。操作设备4可以可选地或附加地具有键、按钮、旋转拨号盘等等，借助于这些可以实现输入。

未示出的通信设备以无线方式将家用电器1链接到外部设备5(在这种情况下是移动电话)和用于给家用电器1的蓄电池2充电的充电站11以及外部存储器10，其在这种情况下可以在网络服务器上使用。家用电器1可以通常连接到充电站11，特别是通过自身行驶到充电站11，使得蓄电池2可以在该充电站处充电。为此，家用电器1和充电站11具有相应的电触点或者如果适用的话可选地具有感应充电装置。

根据所示的示例性实施例，尽管如此，其决不应该被解释为具有限制意义，用户日历6被存储在外部存储器10中，其中所述用户日历是用户的预约日历，其包含按平日列出的用户的活动，例如会议、医生预约、俱乐部活动的日期等。家用电器1的内部存储器7还具有家用电器1的使用调度3，该使用调度3包含家用电器1的使用的次数，其也以日历形式安排和/或重现。

根据用于操作家用电器1的本发明的方法，提出了家用电器1必须在住宅的一个或多个房间内执行真空清洁操作的多个日期被存储在家用电器1的使用调度3中。例如，使用日程表3指定在某个工作日(这个例子中下个星期一)在特定房间(在本例中厨房)的真空清洁操作。计划的使用的时间例如设定为上午10:00。为了确保家用电器1的蓄电池2具有所需的充电量，最好是在这个计划的使用的时间蓄电池被充满电，计算用于完全充电蓄电池2所需的预期充电周期。为了计算充电周期，家用电器1的控制和评估装置请求关于蓄电池2的当前充电容量的信息，并且如果适用的话，请求关于任何现有的故障状况或由家用电器1的逐渐老化状态引起的充电周期延迟。然后根据期望的充电容量和蓄电池2的当前充电容量之间的差来计算充电操作内要补偿的容量差。随后考虑用于充电操作的充电站11的功率输出，计算充电周期预期持续多久。根据计划的使用的时间，然后在必须开始充电操作时重新计算，以便在整个充电周期完成后在计划的使用的时间及时完成充电操作。例如，如果计算两小时的充电周期，则充电开始时间必须设定为早上8点。家用电器1的控制和评估装置现在控制家用电器1以使其行进到充电站11及时在该充电站充电。这样，避免了蓄电池2过早充电，从而消除了在整个充电操作完成之后和到达家用电器1的使用的时间之前需要充电保持模式。

此外，基于家用电器1的这种示例性使用，可以想到多个修改的实施例，其中家用电器1与外部设备5和/或外部存储器10进行通信以便控制蓄电池2的充电操作的充电开始时间。例如，可以设想将关于家用电器1的使用的次数和/或操作模式的信息存储在存储器7内或者替代地存储在外部存储器10内并且关于重复使用模式进行分析。例如，使用模式可以包含表明家用电器1的某些操作模式再发生特定次数的信息。基于该信息，准备或更新家用电器1的使用调度3，其提供关于在不久的将来家用电器1的即将使用的信息。另外，在万维网服务器上或在外部设备5(在本例中为移动电话)上的外部存储器10可以包括用户日历6，用户日历6包含预约，特别是用户不在场的次数。关于用户日历6的信息可以与关于使用调度3的信息组合，以便分别调度或定义家用电器1的下一次使用并且因此计算用于给蓄电池2充电的充电开始时间。使用调度3和用户日历6也可以合并到公共日历中。此外，也可以使用其他信息，例如关于当前天气情况等的信息。除了例如基于循环使用模式自动地准备使用调度3之外，还可以想到，用户借助家用电器1的操作设备4或通过外部设备5进行手动输入。例如，这些输入可以包括用户在使用调度3内补充的使用的次数。如果在短时间间隔内安排家用电器1的多次使用，则用于最佳地执行连续使用的总能量需求可以被计算。然后可以基于计算出的总能量确定蓄电池所需的充电容量。这又定义了要求的充电时间和要观察的充电开始时间，以便在第一活动开始之前及时给蓄电池2充电。

参考符号列表

1家用电器

2蓄电池

3使用调度

4操作设备

5外部设备

6用户日历

7存储器

8清洁元件

9距离测量设备

10外部存储器

11充电站

Claims (8)

1.一种用于操作家用电器(1)的方法，该家用电器(1)具有蓄电池(2)以及用于控制蓄电池(2)的充电操作的充电开始时间的控制和评估装置，其中用于对蓄电池(2)充电的充电操作的充电开始时间是根据预定条件来控制的，其特征在于，根据家用电器(1)的充电周期和预定义使用的时间来控制充电开始时间，使得恰好在达到使用的时间时完成充电操作，其中计算达到所需充电容量的预期充电周期，并且基于家用电器(1)的计划的使用的能量需求计算所需充电容量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述家用电器(1)的使用调度(3)来确定所述使用的时间，所述使用调度包含所述家用电器(1)的预定义的使用次数和/或操作模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述家用电器(1)的先前使用次数的确定的使用模式和/或操作模式来准备和/或处理所述使用调度(3)。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述使用调度(3)由所述家用电器(1)的用户准备和/或处理和/或所述使用调度(3)借助于家用电器(1)的操作设备(4)或借助于与家用电器(1)通信链接的外部设备(5)被准备和/或处理。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，考虑外部环境参数，特别是天气数据，和/或包含用户的计划活动的用户日程表(6)来预定义使用的时间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所需的充电容量是所述蓄电池(2)的最大容量。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基于当前充电容量和/或基于所述蓄电池(2)的当前状态，特别是蓄电池(2)的年龄，来确定用于达到所需充电容量的预期充电周期。

8.一种具有蓄电池(2)和用于控制蓄电池(2)的充电操作的充电开始时间的控制和评估装置的家用电器(1)，其特征在于，所述控制和评估装置被设计和实现用于执行根据前述权利要求之一所述的方法。