DE102019213086A1 - Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters mit elektrischer Energie - Google Patents

Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters mit elektrischer Energie Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie, gemäß welchem ein Aufladevorgang des Reinigungsroboters (1) derart auf einen von dem Reinigungsroboter (1) durchzuführenden Reinigungsvorgang (T) abgestimmt wird, dass eine in dem Aufladevorgang von dem Reinigungsroboter (1) aufgenommene und in einem elektrischen Energiespeicher (2) des Reinigungsroboters (1) gespeicherte elektrische Energiemenge (E) einem für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang (T) benötigten Energiebedarf (B) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters mit elektrischer Energie sowie einen Reinigungsroboter, welcher zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Verfahren zum Aufladen autonom agierender Reinigungsroboter mit elektrischer Energie sind seit geraumer Zeit bekannt. Üblicherweise sehen solche Verfahren vor, dass der betreffende Reinigungsroboter bei niedrigem Energiespeicherstand an elektrischer Energie eines elektrischen Energiespeichers des Reinigungsroboters selbständig zu einer Ladestation zurückkehrt, an welcher der Reinigungsroboter bzw. der Energiespeicher des Reinigungsroboters anschließend wieder mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Hierbei wird der Energiespeicher gewöhnlich vollständig aufgeladen, was sehr lange, typischerweise mehrere Stunden, dauern kann. Sobald der Energiespeicher des Reinigungsroboters vollständig geladen ist, verlässt der Reinigungsroboter die Ladestation, um - falls zuvor wegen des niedrigen Energiespeicherstandes ein Reinigungsvorgang unterbrochen wurde - diesen Reinigungsvorgang fortzusetzen.
  • Ein solches herkömmliches aufgaben-unangepasstes Ladeverfahren erhöht die für einen Reinigungsvorgang benötigte gesamte Reinigungszeit in unerwünschter Weise insbesondere dann, wenn eine für eine Endetappe des unterbrochenen Reinigungsvorgangs benötigte Energiemenge kleiner ist als die elektrische Energiemenge, welche der Reinigungsroboter bei seiner vollständigen Aufladung mit elektrischer Energie aufnimmt. In diesem Fall wird also nachteilig - weil die Reinigungsdauer unnötig verlängernd - mehr elektrische Energie in den elektrischen Energiespeicher des Reinigungsroboters geladen als eigentlich für die abschließende Erledigung des Reinigungsvorgangs erforderlich wäre.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein Verfahren zum Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters sowie für solche Reinigungsroboter - insbesondere zur Beseitigung der oben genannten Nachteile - neue Wege aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie dem Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist demnach, einen Reinigungsroboter bzw. einen elektrischen Energiespeicher des Reinigungsroboters lediglich mit der Menge an elektrischer Energie aufzuladen, welche dieser zum Abarbeiten eines Reinigungsvorgangs tatsächlich benötigt, so dass nach dem Fertigstellen des Reinigungsvorgangs eine möglichst kleine - idealerweise gar keine - Menge an Energie in dem elektrischen Energiespeicher ungenutzt verbleibt.
  • Vorteilhaft ermöglicht ein solches aufgabenangepasstes Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters mit elektrischer Energie eine Erhöhung einer Gebrauchstauglichkeit des Reinigungsroboters für einen Konsumenten, da eine Gesamtdauer des Reinigungsvorgangs verringert werden kann, indem vermieden wird, dass der Reinigungsroboter zeitintensiv mit mehr elektrischer Energie aufgeladen wird, als dieser zur Erledigung eines anstehenden Reinigungsvorgangs überhaupt benötigt.
  • Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters mit elektrischer Energie vor. Gemäß dem Verfahren wird ein Ladevorgang des Reinigungsroboters auf einen von dem Reinigungsroboter durchzuführenden Reinigungsvorgang abgestimmt, so dass eine in dem Aufladevorgang von dem Reinigungsroboter aufgenommene und in einem elektrischen Energiespeicher des Reinigungsroboters gespeicherte elektrische Energiemenge genau oder zumindest nahezu einem Energiebedarf entspricht, welchen der Reinigungsroboter für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang benötigt. Dieser für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang benötigte Energiebedarf ist dem Reinigungsroboter bei der Durchführung des Verfahrens, insbesondere aus einer von dem Reinigungsroboter vorgenommenen Abschätzung oder Ermittlung, bekannt. Dabei wird der Reinigungsroboter gemäß dem Verfahren in dem Falle, in welchem dieser Energiebedarf kleiner oder gleich einer Energiespeicherkapazität eines Energiespeichers des Reinigungsroboters ist, mit der elektrischen Energiemenge aufgeladen, welche dem für den Reinigungsvorgang benötigten Energiebedarf entspricht. Dies bedeutet, dass nach der Durchführung des Reinigungsvorgangs der Reinigungsroboter bzw. der Energiespeicher des Reinigungsroboters weitgehend vollständig entladen bzw. bis auf einen Sicherheitsenergiespeicherstand entladen ist.
  • Das hier vorgestellte, erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner vor, dass falls der dem Reinigungsroboter bekannte Energiebedarf die Energiespeicherkapazität des Reinigungsroboters übersteigt, der Reinigungsroboter den Reinigungsvorgang in zumindest einer Etappe und einer Endetappe abarbeitet. Dabei erfolgt vor dem Abarbeiten der zumindest einen Etappe ein vollständiges Aufladen des Reinigungsroboters bzw. des Energiespeichers des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie. Vor der Endetappe wird der Reinigungsroboter lediglich mit der elektrischen Energiemenge aufgeladen, welche einem für die Endetappe benötigten verbleibenden Energiebedarf entspricht. Für den Fall, dass der für den gesamten Reinigungsvorgang benötigte Energiebedarf ein Vielfaches der Energiespeicherkapazität des Reinigungsroboters ist oder übersteigt, kann der Reinigungsvorgang analog in mehreren Etappen und einer Endetappe abgearbeitet werden. Vorteilhaft ermöglicht ein solches aufgabenangepasstes Laden des Reinigungsroboters gegenüber herkömmlichen Verfahren zum Aufladen eines Reinigungsroboters durch eine optimale Abstimmung einer Ladedauer auf den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang eine Reduzierung der Reinigungszeit, welche für den gesamten Reinigungsvorgang anfällt. Der Reinigungsvorgang kann also mittels des Verfahrens besonders schnell abgearbeitet werden.
  • Zweckmäßig umfasst der Reinigungsvorgang das Reinigen einer Fläche bzw. umfassen die zumindest eine Etappe und die Endetappe des Reinigungsvorgangs das Reinigen von Teilflächen der Fläche. Diese Fläche bzw. die Teilflächen der Fläche überstreicht der Reinigungsroboter beim Abarbeiten des Reinigungsvorgangs entlang eines die Fläche bzw. die Teilflächen abdeckenden Pfades. Dieser Pfad kann von dem Reinigungsroboter in an sich bekannter Weise mittels eines Fahrtplanungsalgorithmus ermittelt werden. Vorteilhaft ermöglicht dies ein besonders zuverlässiges und zugleich effizientes Reinigen der zu reinigenden Fläche.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst der Reinigungsvorgang bzw. die zumindest eine Etappe und die Endetappe des Reinigungsvorgangs jeweils einen Rückweg von einer momentanen Position des Reinigungsroboters zu einer Ladestation, an welcher der Reinigungsroboter mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Die momentane Position des Reinigungsroboters entspricht hierbei zweckmäßig jener, welche der Roboter am Ende des Reinigungsvorgangs bzw. der Etappe oder der Endetappe des Reinigungsvorgangs innehat. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass zur Ermittlung des Energiebedarfs, welcher für den Reinigungsvorgang bzw. die Etappe und die Endetappe des Reinigungsvorgangs benötigt wird, der jeweilige Rückweg zur Ladestation mit berücksichtigt wird, so dass die von dem Reinigungsroboter in dem Ladevorgang aufgenommene Energiemenge besonders genau an den tatsächlichen Energiebedarf angeglichen werden kann. Selbstverständlich kann gemäß dem Verfahren auch vorgesehen sein, dass ein Bediener des Reinigungsroboters den Reinigungsvorgang jederzeit unterbrechen kann oder, dass der Ladevorgang unterbrochen wird falls der Reinigungsroboter sich gerade an der Ladestation befindet. Ebenso kann der Bediener durch Eingabe einstellen, dass der Reinigungsroboter entgegen dem Verfahren vollständig mit Energie geladen wird.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Reinigungsvorgang durchgeführt bzw. fortgesetzt, sobald der Reinigungsroboter voll oder mit der benötigten verbleibenden Energiemenge aufgeladen ist. Hierdurch kann eine Gesamt-Reinigungsdauer des Reinigungsvorgangs vorteilhaft noch weiter verringert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Energiebedarf in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters bestimmt wird. Dabei ist ein Energieverbrauch des Reinigungsroboters je Einheitswert dieses Parameters bekannt oder wird berechnet oder abgeschätzt. Für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang ist ein Gesamtwert dieses Parameters, welcher den Gesamt-Energiebedarf des Reinigungsvorgangs widerspiegelt, bekannt. Vorteilhaft kann so die von dem Reinigungsroboter in dem Ladevorgang aufgenommene Energiemenge besonders praktikabel auf den Energiebedarf abgestimmt werden.
  • Zweckmäßig ist der Parameter eine Reinigungszeit und/oder eine Wegstrecke, welche der Reinigungsroboter bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs benötigt bzw. zurücklegt. Die Reinigungszeit bzw. die Wegstrecke spiegelt hierbei also wider, wie viel Energie der Reinigungsroboter bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs, dessen Gesamtreinigungszeit bzw. Gesamtwegstrecke bekannt ist, benötigt. Die Parameter Reinigungszeit bzw. Wegstrecke sind vorteilhaft besonders gut ermittelbar bzw. in einer Steuer/Regelungseinrichtung des Reinigungsroboters verarbeitbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Energieverbrauch je Einheitswert des Parameters aus einem Durchschnittsenergieverbrauch ermittelt, wobei dieser Durchschnittsenergieverbrauch aus in der Vergangenheit abgearbeiteten Reinigungsvorgängen des Reinigungsroboters ermittelt wird. Vorteilhaft kann somit der Durchschnittsenergieverbrauch und damit auch der Energieverbrauch je Einheitswert des Parameters besonders genau an örtliche Begebenheiten, wie einem Bodenbelag, des Einsatzortes des Reinigungsroboters angepasst werden, welcher den Energieverbrauch des Reinigungsroboters beeinflussen. Dies erlaubt es wiederum, die in der Ladevorrichtung von dem Reinigungsroboter aufgenommene Energiemenge besonders genau an den tatsächlichen Energiebedarf anzupassen.
  • Zweckmäßig erfolgt die Ermittlung des Durchschnittsenergieverbrauchs des Reinigungsroboters mittels eines strommessenden und eines spannungsmessenden Sensors. Dieser strommessende und dieser spannungsmessende Sensor sind in einer elektrischen Versorgungsleitung des Reinigungsroboters angeordnet, über welche weitere elektrische Verbraucher des Reinigungsroboters aus dem Energiespeicher des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie versorgt werden. Außerdem erfolgt die Ermittlung des Durchschnittsverbrauchs des Reinigungsroboters mittels einer Zeitmesseinrichtung des Reinigungsroboters zum Messen einer Zeit, auf welche Messwerte des strommessenden und des spannungsmessenden Sensors bezogen sind. Aus den dem Reinigungsroboter demnach bekannten Größen Spannung, Strom und Zeit lässt sich vorteilhaft mittels des Verfahrens der Durchschnittsenergieverbrauch besonders einfach ermitteln.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Ermittlung des Durchschnittsverbrauchs des Reinigungsroboters mittels eines Beschleunigungssensors des Reinigungsroboters zur Ermittlung einer Beschleunigung des Reinigungsroboters sowie einer Zeitmesseinrichtung des Reinigungsroboters zum Messen einer Zeit, auf welche Messwerte des Beschleunigungssensors bezogen sind, erfolgt. Anhand der dem Reinigungsroboter somit bekannten Werte seiner Beschleunigung bezogen auf die Zeit lässt sich vorteilhaft eine momentane Geschwindigkeit bzw. eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters ermitteln. Durch Division des Produkts aus Spannung und Strom durch die Geschwindigkeit des Reinigungsroboters lässt sich besonders einfach der Durchschnittsenergieverbrauch des Reinigungsroboters bezogen auf die Wegstrecke als Parameter ermitteln.
  • Zweckmäßig kann zur Präzisierung bzw. Validierung des Durchschnittsenergieverbrauchs des Roboters je Einheitswert des Parameters auf Messwerte anderer Sensoren des Reinigungsroboters zurückgegriffen werden. Demnach kann eine von dem Reinigungsroboter während der Durchführung eines Reinigungsvorgangs zurückgelegte Wegstrecke mittels Radencodern und/oder eines Navigationssensors und/oder weiterer Umgebungswahrnehmungssensoren des Reinigungsroboters ermittelt und zur Präzisierung bzw. Validierung des Durchschnittsenergieverbrauchs je Wegstrecke herangezogen werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Durchschnittsenergieverbrauch situationsabhängig bestimmt. Dabei wird in einer ersten Situation ausschließlich zumindest eine elektrische Antriebseinrichtung des Reinigungsroboters zum Bewegen des Reinigungsroboters von dem Reinigungsroboter bzw. von dem Energiespeicher des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie versorgt. In einer zweiten Situation wird sowohl die Antriebseinrichtung als auch Reinigungskomponenten des Reinigungsroboters von dem Reinigungsroboter bzw. von dem elektrischen Energiespeicher des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie versorgt. In einer dritten Situation wird lediglich eine Kommunikationsschnittstelle des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie versorgt, wobei sämtliche übrigen elektrischen Verbraucher des Reinigungsroboters sich in einem Stand-by-Betriebszustand befinden. Vorteilhaft kann somit der Durchschnittsenergieverbrauch des Reinigungsroboters noch genauer ermittelt werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Reinigungsroboter mit einer Steuer-/Regelungseinrichtung, welcher zur Durchführung des Verfahrens gemäß der voranstehenden Beschreibung eingerichtet ist. Die zuvor aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich in analoger Weise auch auf den erfindungsgemäßen Reinigungsroboter, welcher zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
    • 1 ein Beispiel eines von einem erfindungsgemäßen Reinigungsroboter durchzuführenden Reinigungsvorgangs, auf welchen ein Aufladen des Reinigungsroboters mit elektrischer Energie mittels eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens abgestimmt wird,
    • 2 grobschematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Reinigungsroboters mit zur Durchführung einer Reinigungsaufgabe sowie zur Durchführung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Funktionseinheiten,
    • 3 in einem Diagramm eine Ermittlung einer elektrischen Energiemenge, mit welcher ein erfindungsgemäßer Reinigungsroboter mittels eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeladen wird.
  • In der 1 ist schematisch ein Reinigungsvorgang T gezeigt, auf welchem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Aufladevorgang des Reinigungsroboters 1 abgestimmt wird. Die 2 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Reinigungsroboter 1, welcher eine Steuer-/Regelungseinrichtung CPU aufweist. Die Steuer-/Regelungseinrichtung CPU des Reinigungsroboters 1 ist zur Durchführung eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum aufgabenangepassten Aufladen des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie eingerichtet.
  • Im Beispiel der Figuren ist der Reinigungsroboter 1 ein autonom agierender Reinigungsroboter 1. Der Ladevorgang des Reinigungsroboters1 wird derart auf die von dem Reinigungsroboter 1 durchzuführende Reinigungsaufgabe T abgestimmt, dass eine in dem Aufladevorgang von dem Reinigungsroboter 1 aufgenommene elektrische Energiemenge E einem für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang T benötigten Energiebedarf B entspricht. Die in dem Aufladevorgang von dem Reinigungsroboter 1 aufgenommene elektrische Energiemenge E wird in einem elektrischen Energiespeicher 2 des Reinigungsroboters 1 gespeichert. Die für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang T benötigte Energiemenge E ist dem Reinigungsroboter bekannt bzw. wird gemäß dem Verfahren ermittelt. Das Verfahren sieht vor, dass in dem Falle, in welchem der dem Reinigungsroboter 1 bekannte Energiebedarf B kleiner oder gleich einer Energiespeicherkapazität C des Reinigungsroboters 1 ist, der Reinigungsroboter 1 mit einer elektrischen Energiemenge E aufgeladen wird, welche dem für den Reinigungsvorgang T benötigten Energiebedarf B entspricht. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher 2 nur mit so viel elektrischer Energie beladen wird, wie zum Abarbeiten des abzuarbeitenden Reinigungsvorgangs T benötigt wird. Das Verfahren sieht ferner vor, dass falls der dem Reinigungsroboter 1 bekannte Energiebedarf B die Energiespeicherkapazität C des Reinigungsroboters 1 übersteigt, der Reinigungsroboter 1 den Reinigungsvorgang T in zumindest einer Etappe T1 und einer Endetappe TE abarbeitet. Dabei erfolgt vor der Etappe T1 ein vollständiges Aufladen des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie. Vor der Endetappe TE wird der Reinigungsroboter 1 lediglich mit der elektrischen Energiemenge E aufgeladen, welche einem für die Endetappe TE benötigten verbleibenden Energiebedarf B entspricht. Der Reinigungsvorgang T kann dabei auch mehrere Etappen T1 umfassen, vor welchen der Reinigungsroboter 1 jeweils vollständig aufgeladen wird, sowie eine Endetappe TE, vor welcher der Reinigungsroboter 1 lediglich mit der elektrischen Energiemenge E aufgeladen wird, welche zur Fertigstellung des Reinigungsvorgangs T noch benötigt wird.
  • Der Reinigungsvorgang T kann das Reinigen einer Fläche A umfassen. In dem Falle, in welchem der zum Abarbeiten des Reinigungsvorgangs T benötigte Energiebedarf B größer als die Energiespeicherkapazität C des Reinigungsroboters 1 ist, kann der Reinigungsvorgang T das Reinigen von Teilflächen A1, AE der Fläche A umfassen. Dabei kann die Etappe T1 des Reinigungsvorgangs T das Reinigen einer Teilfläche A1 umfassen. Die Endetappe TE des Reinigungsvorgangs T kann das Reinigen einer weiteren Teilfläche AE umfassen. Die Teilflächen A1, AE können zusammen die Fläche A ergeben. Der Reinigungsroboter kann die Fläche A bzw. die Teilflächen A1, AE entlang eines Pfades P überstreichen, welcher die Fläche A bzw. die Teilflächen A1, AE abdeckt. Hierzu kann der Pfad P mittels eines Abdeckungsalgorithmus berechnet werden. Der Reinigungsvorgang T bzw. die zumindest eine Etappe T1 und die Endetappe TE des Reinigungsvorgangs T kann bzw. können einen Rückweg R von einer momentanen Position M des Reinigungsroboters 1 zu einer Ladestation S, welche zum Aufladen des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie dient, umfassen. Der Reinigungsroboter 1 kann sich an der momentanen Position M befinden, sobald die dem Reinigungsvorgang T zugeordnete Fläche A bzw. die der Etappe T1 zugeordnete Teilfläche A1 bzw. die der Endetappe TE zugeordnete Teilfläche AE von dem Reinigungsroboter 1 vollständig überstrichen und gereinigt wurde. Der Reinigungsvorgang T kann durchgeführt bzw. fortgesetzt werden, sobald der Reinigungsroboter 1 voll mit der benötigten verbleibenden Energiemenge E aufgeladen ist.
  • Der Energiebedarf B kann in Abhängigkeit eines Parameters bestimmt werden. Dabei kann ein Energieverbrauch V des Reinigungsroboters 1 je Einheitswert des Parameters bekannt sein oder berechnet oder abgeschätzt werden. Ein Gesamtwert des Parameters für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang T kann ebenfalls bekannt sein. Dieser Parameter kann eine Reinigungszeit t sein, welche der Reinigungsroboter 1 zur Durchführung des Reinigungsvorgangs T benötigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Parameter eine Wegstrecke s sein, welche der Reinigungsroboter 1 bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs T zurücklegt. Die Wegstrecke s kann also einer Pfadlänge des Pfades P entsprechen. Die Wegstrecke S kann einer Pfadlänge des Pfades P zuzüglich des Rückwegs R zur Ladestation S entsprechen. Der Energieverbrauch V je Einheitswert des Parameters kann aus einem Durchschnittsenergieverbrauch DV vergangener Reinigungsvorgänge T des Reinigungsroboters 1 ermittelt werden.
  • In der 2 ist grobschematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Reinigungsroboters 1 gezeigt, welcher zur Durchführung des voranstehend erläuterten Verfahrens eingerichtet ist. Es ist erkennbar, dass der Reinigungsroboter 1 eine Steuer-/Regelungseinrichtung CPU umfasst. Außerdem kann der Reinigungsroboter 1 einen elektrischen Energiespeicher 2 aufweisen, welcher eine Speicherkapazität C besitzt. Der Reinigungsroboter 1 kann mehrere elektrische Verbraucher 6 aufweisen. Der Reinigungsroboter 1 kann eine elektrische Antriebseinrichtung 8 aufweisen. Der Reinigungsroboter 1 kann außerdem eine Kommunikationsschnittstelle 10 umfassen. Der Reinigungsroboter 1 kann mehrere Sensoren 3, 4, 7 umfassen. Der Reinigungsroboter 1 kann einen spannungsmessenden Sensor 3 und einen strommessenden Sensor 4 aufweisen. Der Reinigungsroboter 1 kann einen Beschleunigungssensor 7 aufweisen. Der Reinigungsroboter 1 kann eine Zeitmesseinrichtung 5 umfassen.
  • Die Ermittlung des Durchschnittsenergieverbrauchs DV des Reinigungsroboters 1 kann mittels des strommessenden und des spannungsmessenden Sensors 3, 4 des Reinigungsroboters 1 erfolgen. Der strommessende und der spannungsmessende Sensor 3, 4 des Reinigungsroboters 1 können in einer elektrischen Versorgungsleitung des Reinigungsroboters 1 angeordnet sein. Über die Versorgungsleitung des Reinigungsroboters 1 können die elektrischen Verbraucher 6 des Reinigungsroboters 1 aus dem Energiespeicher 2 des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Ermittlung des Durchschnittsenergieverbrauchs DV des Reinigungsroboters 1 kann außerdem mittels einer Zeitmesseinrichtung 5 des Reinigungsroboters 1 zum Messen einer Zeit, auf welche Messwerte des strommessenden und des spannungsmessenden Sensors 3, 4 bezogen sind, erfolgen. Die Ermittlung des Durchschnittsverbrauchs DV des Reinigungsvorgangs 1 kann mittels des Beschleunigungssensors 7 zur Ermittlung einer Beschleunigung a des Reinigungsroboters 1 sowie der Zeitmesseinrichtung 5 des Reinigungsroboters 1 zum Messen einer Zeit, auf welche die Messwerte des Beschleunigungssensors 7 bezogen sind, erfolgen. Durch einmalige Integration der Beschleunigung a des Reinigungsroboters 1 über die mittels der Zeitmesseinrichtung 5 ermittelte Zeit kann eine Geschwindigkeit des Reinigungsroboters 1 berechnet werden. Aus den Messdaten des strommessenden Sensors 3, des spannungsmessenden Sensors 4 und der ermittelten Geschwindigkeit des Reinigungsroboters kann der Energieverbrauch V je Einheitswert der Wegstrecke s berechnet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann zur Validierung die von dem Reinigungsroboter 1 bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs T zurückgelegte Wegstrecke s mittels an Rädern des Reinigungsroboters 1 vorgesehenen Radencodern erfolgen und/oder mittels an dem Reinigungsroboter 1 etwaigen verbauten Navigations- oder Umgebungswahrnehmungssensoren. Der Durchschnittsenergieverbrauch DV kann situationsabhängig bestimmt werden. Dabei kann in einer ersten Situation ausschließlich die elektrische Antriebseinrichtung 8 des Reinigungsroboters 1 zum Bewegen des Reinigungsroboters 1 von dem Reinigungsroboter 1 mit elektrischer Energie versorgt werden. In einer zweiten Situation kann sowohl die Antriebseinrichtung 8 als auch Reinigungskomponenten 9 des Reinigungsroboters 1 von dem Reinigungsroboter 1 mit elektrischer Energie versorgt werden. In einer dritten Situation kann lediglich eine Kommunikationsschnittstelle 10 des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei sämtliche übrigen elektrischen Verbraucher 6 des Reinigungsroboters 1 sich in einem Stand-by-Betriebszustand befinden.
  • In der 3 ist darüber hinaus schematisch gezeigt, wie gemäß dem Verfahren die elektrische Energiemenge E, mit welcher der Reinigungsroboter 1 gemäß dem Verfahren aufgeladen wird, festgelegt werden kann. Dieses Festlegen der benötigten Energiemenge E kann in der Steuer-/Regelungseinrichtung des Reinigungsroboters 1 vor oder während der Durchführung des Reinigungsvorgangs T erfolgen. Es ist erkennbar, dass zum Ermitteln des für den Reinigungsvorgang T benötigten Energiebedarfs B der Durchschnittsenergieverbrauch DV herangezogen werden kann. Der Durchschnittsenergieverbrauch DV kann wie voranstehend bereits aufgezeigt basierend auf vorherigen, realen Messungen bestimmt werden. Darüber hinaus kann zur Bestimmung des Energiebedarfs B die durchzuführende Reinigungsaufgabe T herangezogen werden. Hierzu kann mittels eines Pfadplanungsalgorithmus der zur Abarbeitung des Reinigungsvorgangs T von dem Reinigungsroboter 1 zu überstreichende Pfad P ermittelt und ebenfalls zur Bestimmung des Energiebedarfs B einbezogen werden. Der so dem Reinigungsroboter 1 bekannt gemachte Energiebedarf B kann dann die zum Abarbeiten des Reinigungsvorgangs T benötigte Energiemenge E festlegen. Hierbei kann ein Sicherheitsfaktor SF mit einbezogen werden, so dass der Reinigungsroboter 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen des Reinigungsroboters 1 mit elektrischer Energie mit einer gegenüber dem Energiebedarf B um den Sicherheitsfaktor SF größeren Energiemenge E aufgeladen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Reinigungsroboter
    2
    elektrischer Energiespeicher
    3
    strommessender Sensor
    4
    spannungsmessender Sensor
    5
    Zeitmesseinrichtung
    6
    elektrischer Verbraucher
    7
    Beschleunigungssensor
    8
    elektrische Antriebseinrichtung
    9
    Reinigungskomponente
    10
    Kommunikationsschnittstelle
    A
    Fläche
    a
    Beschleunigung
    A1
    Teilfläche
    AE
    Teilfläche
    B
    Energiebedarf
    C
    Energiespeicherkapazität
    CPU
    Steuereinheit
    DV
    durchschnittlicher Energieverbrauch
    E
    Energiemenge
    M
    momentane Position
    P
    Pfad
    S
    Ladestation
    s
    Wegstrecke
    SF
    Sicherheitsfaktor
    T
    Reinigungsvorgang
    t
    Zeit
    T1
    Etappe
    TE
    Endetappe
    V
    Energieverbrauch

Claims (11)

  1. Verfahren zum aufgabenangepassten Aufladen eines autonom agierenden Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie, gemäß welchem ein Aufladevorgang des Reinigungsroboters (1) derart auf einen von dem Reinigungsroboter (1) durchzuführenden Reinigungsvorgang (T) abgestimmt wird, dass eine in dem Aufladevorgang von dem Reinigungsroboter (1) aufgenommene und in einem elektrischen Energiespeicher (2) des Reinigungsroboters (1) gespeicherte elektrische Energiemenge (E) einem für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang (T) benötigten und dem Reinigungsroboter (1) aus einer Abschätzung oder Berechnung oder Vorgabe bekannten Energiebedarf (B) entspricht, wobei falls der dem Reinigungsroboter (1) bekannte Energiebedarf (B) kleiner oder gleich einer Energiespeicherkapazität (C) des Reinigungsroboters (1) ist, der Reinigungsroboter (1) mit der elektrischen Energiemenge (E) aufgeladen wird, welche dem für den Reinigungsvorgang (T) benötigten Energiebedarf (B) entspricht, und falls der dem Reinigungsroboter (1) bekannte Energiebedarf (B) die Energiespeicherkapazität (C) des Reinigungsroboters (1) übersteigt, der Reinigungsroboter (1) den Reinigungsvorgang (T) in zumindest einer Etappe (T1) und einer Endetappe (TE) abarbeitet, wobei vor der Etappe (T1) ein vollständiges Aufladen des Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie erfolgt und vor der Endetappe (TE) der Reinigungsroboter (1) mit der elektrischen Energiemenge (E) aufgeladen wird, welche einem für die Endetappe (TE) benötigten verbleibenden Energiebedarf (B) entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsvorgang (T) das Reinigen einer Fläche (A) umfasst bzw. die zumindest eine Etappe (T1) und die Endetappe (TE) das Reinigen von Teilflächen (A1, AE) der Fläche (A) umfassen, welche der Reinigungsroboter (1) zur Reinigung entlang eines die Fläche (A) bzw. die Teilflächen (A1, AE) abdeckenden Pfades (P) überstreicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsvorgang (T) bzw. die zumindest eine Etappe (T1) und die Endetappe (TE) des Reinigungsvorgangs (T) einen Rückweg (R) von einer momentanen Position (M) des Reinigungsroboters (1) zu einer Ladestation (S) zum Aufladen des Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie umfasst bzw. umfassen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsvorgang (T) durchgeführt bzw. fortgesetzt wird, sobald der Reinigungsroboter (1) voll oder mit der benötigten verbleibenden Energiemenge (E) aufgeladen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiebedarf (B) in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters bestimmt wird, wobei ein Energieverbrauch (V) des Reinigungsroboters (1) je Einheitswert des Parameters bekannt ist oder berechnet oder abgeschätzt wird, wobei ein Gesamtwert des Parameters für den abzuarbeitenden Reinigungsvorgang (T) bekannt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter eine Reinigungszeit (t) und/oder eine Wegstrecke (s) ist, welche der Reinigungsroboter (1) bei der Durchführung des Reinigungsvorgangs (T) benötigt bzw. zurücklegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieverbrauch (V) je Einheitswert des Parameters aus einem Durchschnittsenergieverbrauch (DV) vergangener Reinigungsvorgänge (T) des Reinigungsroboters (1) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Durchschnittsenergieverbrauchs (DV) des Reinigungsroboters (1) mittels eines strommessenden und eines spannungsmessenden Sensors (3, 4) des Reinigungsroboters (1), welche in einer elektrischen Versorgungsleitung des Reinigungsroboters (1) angeordnet sind, wobei über die Versorgungsleitung elektrische Verbraucher (6) des Reinigungsroboters (1) aus dem Energiespeicher (2) des Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie versorgt werden, sowie einer Zeitmesseinrichtung (5) des Reinigungsroboters (1) zum Messen einer Zeit, auf welche Messwerte der Sensoren (3, 4) bezogen sind, erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Durchschnittsenergieverbrauchs (DV) des Reinigungsroboters (1) mittels eines Beschleunigungssensors (7) zur Ermittlung einer Beschleunigung (a) des Reinigungsroboters (1) sowie einer Zeitmesseinrichtung (5) des Reinigungsroboters (1) zum Messen einer Zeit, auf welche Messwerte des Sensors (7) bezogen sind, erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittsenergieverbrauch (DV) situationsabhängig bestimmt wird, wobei in einer ersten Situation ausschließlich zumindest eine elektrische Antriebseinrichtung (8) des Reinigungsroboters (1) zum Bewegen des Reinigungsroboters (1) von dem Reinigungsroboter (1) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei in einer zweiten Situation sowohl die Antriebseinrichtung (8) als auch Reinigungskomponenten (9) des Reinigungsroboters (1) von dem Reinigungsroboter (1) mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei in einer dritten Situation lediglich eine Kommunikationsschnittstelle (10) des Reinigungsroboters (1) mit elektrischer Energie versorgt wird und sämtliche übrigen elektrischen Verbraucher (6) des Reinigungsroboters (1) sich in einem Stand-By-Betriebszustand befinden.
  11. Reinigungsroboter (1) mit einer Steuer-/Regelungseinrichtung (CPU), welcher zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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