DE102021132600A1

DE102021132600A1 - Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit

Info

Publication number: DE102021132600A1
Application number: DE102021132600.1A
Authority: DE
Inventors: Leon Grothues; Tobias Rodehüser
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") zur Reinigung einer Bodenfläche, die Reinigungseinheit (1, 1', 1") umfassend mindestens eine Reinigungsbürste und mindestens einen der Reinigungsbürste zugeordneten Elektromotor, wobei die Reinigungsbürste mittels des Elektromotors drehangetrieben wird, wobei die Reinigungseinheit (1, 1', 1") in einem Betriebszustand einen Momentan-Stromwert (I_Moment) des Elektromotors erfasst, wobei die Reinigungseinheit (1, 1', 1") in Abhängigkeit eines Vergleichs des Momentan-Stromwerts (I_Moment) mit einem Schwell-Stromwert (I_Schwell) zwischen mindestens zwei Reinigungsmodi umschaltet, wobei jedem Reinigungsmodus jeweils eine Reinigungs-Drehzahl (n_Reinigung) zugeordnet ist, mit der die Reinigungsbürste drehangetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Das Verfahren ist zum Betrieb einer Reinigungseinheit zur Reinigung einer Bodenfläche geeignet. Hierzu umfasst die Reinigungseinheit mindestens eine Reinigungsbürste sowie mindestens einen der Reinigungsbürste zugeordneten Elektromotor. Die Reinigungsbürste der Reinigungseinheit wird dabei mittels des Elektromotors drehangetrieben. Infolge der Rotation der Reinigungsbürste können auf der Bodenfläche befindliche Staub- und Grobschmutzpartikel aufgesammelt werden. Typischerweise kann eine vorstehend beschriebene Reinigungseinheit in einer Vorrichtung zur Reinigung einer Bodenfläche, insbesondere einem herkömmlichen (Hand-)Staubsauger, einem Saugroboter oder einem Sticksauger, integriert werden und mit einem Saugmund zusammenwirken, der die Staub- und Grobschmutzpartikel aufnimmt und der strömungstechnisch mit einem Gebläse verbunden ist, das die aufgesammelten Staub- und Grobschmutzpartikel wiederum in einen Behälter befördert.
Die Reinigungseinheit erfasst dabei in einem Betriebszustand der Reinigungseinheit, in dem die Reinigungseinheit die Bodenfläche reinigt, einen Momentan-Stromwert des Elektromotors zu erfassen und diesen mit einem Schwell-Stromwert zu vergleichen. In Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs schaltet die Reinigungseinheit zwischen mindestens zwei Reinigungsmodi um. Jedem der Reinigungsmodi ist dabei eine Reinigungs-Drehzahl zugeordnet, mit der die Reinigungsbürste in dem entsprechenden Reinigungsmodus drehangetrieben wird.
Die von der Reinigungseinheit zu reinigende Bodenfläche kann verschiedenartig ausgebildet sein. So werden die vorstehend beschriebenen Reinigungseinheiten in aller Regel zur Reinigung von Hartböden, insbesondere Holzböden, Steinböden oder Fliesen, oder Teppichen genutzt. Dabei werden die Reinigungsbürsten typischerweise in Abhängigkeit der zu reinigenden Bodenfläche mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben, um eine bestmögliche Staub- und Grobschmutzaufnahme zu gewährleisten.
Eine Beschaffenheit der Bodenfläche wird dabei mittels des Vergleichs des Momentan-Stromwerts des Elektromotors mit dem Schwell-Stromwert bestimmt. Dies ist deshalb möglich, da eine Drehung der Reinigungsbürste - beispielsweise auf einem Teppich - schwergängiger ist als auf einem Hartboden. Infolge des durch Borsten eines Teppichs verursachten mechanischen Widerstands, gegen den die Reinigungsbürste andrehen muss, ist die Leistungsaufnahme des Elektromotors bei gleichbleibender Drehzahl erhöht. Als Folge ist auch der Motorstrom erhöht. Mittels einer Bestimmung des Momentan-Stromwerts des Elektromotors und eines Vergleichs des ermittelten Momentan-Stromwerts mit dem Schwell-Stromwert ist die Bodenfläche mithin als Teppich zu identifizieren. In einem solchen Fall ist es gewünscht, die Reinigungseinheit in einen anderen Reinigungsmodus zu überführen, der an die Reinigung eines Teppichs angepasst ist und eine entsprechende Drehzahl der Reinigungsbürste vorsieht. Auf der anderen Seite kann auch ein Hartboden mittels des Momentan-Stromwerts erkannt werden, da die Drehung der Reinigungsbürste beim Reinigen eines Hartbodens mangels eines mechanischen Widerstands in aller Regel vereinfacht ist. Der Momentan-Stromwert bei konstanter Drehzahl ist mithin verringert.
Reinigungseinheiten der vorstehend beschriebenen Art sind bereits in einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannt. Als nachteilig an den bekannten Reinigungseinheiten hat sich jedoch herausgestellt, dass sich ein Zusammenhang zwischen der Drehzahl und dem Stromwert im Laufe einer Lebensdauer der Reinigungseinheiten infolge von Verschleißvorgängen verändern kann, was zur Folge hat, dass die vorstehend beschriebene Erkennung der Beschaffenheit der Bodenfläche fehleranfällig wird.
So wird infolge einer Schwergängigkeit der Reinigungseinheit aufgrund vorangeschrittener Lebensdauer der Schwell-Stromwert beispielsweise bereits früher überschritten, sodass infolge der hohen Leistungsaufnahme des Elektromotors der Reinigungseinheit, die beispielsweise bereits 20 Betriebsstunden betrieben worden ist, ein Hartboden als Teppich erkannt. Folge ist eine fehlerhafte Anpassung der Drehzahl, welche zu einer unzureichenden Reinigung der Bodenfläche führt. Analog kann die Leistungsaufnahme infolge von Verschleißerscheinungen auch derart verändert sein, dass ein Teppich fehlerhaft als Hartboden erkannt wird, da der Schwell-Stromwert erst bei höheren Drehzahlen erreicht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit bereitzustellen, das eine Lebensdauer der Reinigungseinheit berücksichtigt.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch einen Kalibrierungsschritt gekennzeichnet. Der Kalibrierungsschritt weist die folgenden Verfahrensschritte auf: In einem ersten Schritt wird die Reinigungseinheit in eine Leerlaufstellung überführt. In der Leerlaufstellung kann sich die Reinigungsbürste drehen, ohne in Kontakt mit der zu reinigenden Bodenfläche zu stehen. Die Reinigungsbürste kann mithin ohne Vorliegen eines mechanischen Widerstands rotieren. Die Rotation der Reinigungsbürste in der Leerlaufstellung wird dabei mittels des Elektromotors bewirkt, der die Reinigungsbürste drehantreibt. In der damit eingenommenen Leerlaufstellung der Reinigungseinheit wird ein Leerlauf-Stromwert des Elektromotors zumindest für eine Referenz-Leerlauf-Drehzahl bestimmt. Der Leerlauf-Strom des Elektromotors ist derjenige Stromwert, der sich an dem Elektromotor messen lässt, wenn sich die Reinigungseinheit in der Leerlaufstellung befindet und mit der Referenz-Leerlauf-Drehzahl rotiert. Der Leerlauf-Stromwert wird dann mit einem Leerlauf-Soll-Stromwert verglichen. Bei Vorliegen einer Abweichung zwischen dem Leerlauf-Stromwert und dem Leerlauf-Soll-Stromwert wird schließlich ein Schwell-Stromwert angepasst, der darüber entscheidet, in welchen Reinigungsmodus die Reinigungseinheit überführt werden soll. Die Anpassung erfolgt dabei derart, dass der Zeitpunkt der Umschaltung zwischen den Reinigungsmodi korrigiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Insbesondere ermöglicht das Verfahren eine Kalibrierung der Reinigungseinheit, sodass eine Erkennung der Bodenfläche auch für Reinigungseinheiten ermöglicht ist, die eine erhöhte Lebensdauer aufweisen und deshalb ein von einer idealen Reinigungseinheit abweichendes Drehverhalten aufweisen. Das Drehverhalten der Reinigungseinheit kann mithin korrigiert werden. Insbesondere erfolgt eine Korrektur des Zeitpunkts, in dem zwischen den Reinigungsmodi umgeschaltet wird. Dieser Zeitpunkt ist abhängig von dem Momentan-Stromwert des Elektromotors. Bei Erreichen des Schwell-Stromwerts erfolgt die Umschaltung zwischen den Reinigungsmodi. Sofern die Reinigungseinheit jedoch ein abweichendes Drehverhalten aufweist, wird dieser Zeitpunkt bereits früher, d.h. bei Vorliegen geringerer Drehzahlen, oder erst später, d.h. bei Vorliegen höherer Drehzahlen, erreicht, was in beiden Fällen dazu führt, dass ein für die zu reinigende Bodenfläche unpassender Reinigungsmodus eingestellt wird. Mittels einer Anpassung des Schwell-Stromwerts ist somit vorteilhafter Weise eine fehlerhafte Zuordnung der Bodenfläche verhindert. Folglich ist auch verhindert, dass ein unpassender Reinigungsmodus eingestellt wird, was zur Folge hätte, dass die Bodenfläche unzureichend gereinigt wird.
Die Leerlaufstellung der Reinigungsbürste eignet sich dabei in besonderer Weise für einen Vergleich der Stromwerte, da hierdurch sichergestellt werden kann, dass die Messung nicht von einem Bodenbelag eines Nutzers der Reinigungseinheit abhängig ist. So wäre beispielsweise vorstellbar, dass der Kalibrierungsschritt dann erfolgen soll, wenn die Reinigungsbürste auf einem Hartboden aufliegt. Hierbei könnte jedoch nicht sichergestellt sein, dass der Hartboden bei jedem Kalibrierungsvorgang die gleiche Beschaffenheit aufweist, insbesondere da die Messergebnisse von Nutzer zu Nutzer abweichen können. Der Kalibrierungsschritt würde mithin nicht immer zum Erfolg führen.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Reinigungseinheit vor einer Anpassung des Schwell-Stromwerts einer vorbestimmten Kategorie zugeordnet wird, wobei jeder Kategorie mindestens ein Schwell-Stromwert zugeordnet ist. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Zuordnung der Reinigungseinheit in die vorbestimmte Kategorie in Abhängigkeit des Leerlauf-Stromwerts erfolgt. Der Leerlauf-Stromwert wird in dem Kalibrierungsschritt mit dem Leerlauf-Soll-Stromwert verglichen. Sofern eine Differenz zwischen den beiden Stromwerten festgestellt werden kann, kann die berechnete Differenz dabei zur Zuordnung der Reinigungseinheit in eine Kategorie genutzt werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zur Bestimmung der Schwell-Stromwerte der Kategorien, verschiedene Reinigungseinheiten in Laborversuchen hinsichtlich eines optimalen Schwell-Stromwerts untersucht und in Kategorien zusammenfasst wurden, wobei für die in einer einzelnen Kategorie enthaltenen Reinigungseinheiten ein optimale Schwell-Stromwert ermittelt wurde, der für die in der Kategorie enthaltenen Reinigungseinheiten eine optimale Umschaltung zwischen den Reinigungsmodi ermöglicht. In vorteilhafter Weise kann aufgrund der Zuordnung der Reinigungseinheit in eine Kategorie somit besonders einfach ein optimaler Schwell-Stromwert ermittelt werden. Insbesondere sind keine Berechnungen zur Bestimmung des Schwell-Stromwerts nötig.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwell-Stromwert mittels einer Subtraktion einer Differenz zwischen dem Leerlauf-Soll-Stromwert und dem bestimmten Leerlauf-Stromwerts angepasst wird.
Der Leerlauf-Stromwert gibt an, inwieweit die Reinigungseinheit von einer Referenz-Reinigungseinheit abweicht, für die der Schwell-Stromwert optimal angepasst ist. Sofern die zu kalibrierende Reinigungseinheit von der Referenz-Reinigungseinheit abweicht, ist eine Anpassung des Schwell-Stromwerts nötig. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die aus dem Leerlauf-Stromwert und dem Leerlauf-Soll-Stromwert berechnete Differenz zu nutzen, um den Schwell-Stromwert anzupassen. Sofern die zu kalibrierende Reinigungseinheit aufgrund einer vorangeschrittenen Betriebsdauer schwergängiger ist, der Elektromotor mithin eine höhere Leistung bereitstellen muss, um die Reinigungsbürste mit der Referenz-Leerlauf-Drehzahl zu betreiben, unterscheidet sich die Reinigungseinheit typischerweise lediglich durch eine für verschiedene Drehzahlen gleichbleibende Differenz hinsichtlich der von dem Elektromotor aufzubringenden Leistung, und somit des Stroms. Folglich kann die Korrektur des Schwell-Stromwerts mittels Subtraktion der Differenz erfolgen. Sofern die zu kalibrierende Reinigungseinheit dabei leichtgängiger ist, also im Vergleich zu der Referenz-Reinigungseinheit bei der Referenz-Leerlauf-Drehzahl geringere Leerlauf-Stromwerte aufweist, führt die vorstehende Anpassung des Schwell-Stromwerts zu einer Reduzierung des Schwell-Stromwerts.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Leerlauf-Stromwert in der Leerlaufstellung der Reinigungseinheit für mindestens zwei Leerlauf-Drehzahlen bestimmt wird, sodass eine Abhängigkeit zwischen der Leerlauf-Drehzahl der Reinigungsbürste und dem Leerlauf-Stromwert des Elektromotors bestimmt werden kann. Neben der Referenz-Leerlauf-Drehzahl kann der Leerlauf-Stromwert somit zumindest für eine weitere Leerlauf-Drehzahl bestimmt werden. Sofern die Abhängigkeit der Leerlauf-Drehzahl von dem Leerlauf-Stromwert linear ist, kann mittels der Bestimmung zweier Datenpaare eine Geradengleichung für die Abhängigkeit bestimmt werden. Insbesondere, wenn verschiedene Kategorien für eine Zuordnung der zu kalibrierenden Reinigungseinheiten erfolgen soll, kann mittels der Geradengleichungen ein Bereich für Datenpaare bestimmt werden. Sofern die für die zu kalibrierende Reinigungseinheit erfassten Daten in entsprechenden Bereichen liegen, kann mithin eine Zuordnung in die entsprechende Kategorie erfolgen, wobei jeder Kategorie ein Schwell-Stromwert zugeordnet ist, der dann für die entsprechende Reinigungseinheit eingestellt werden kann.
Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Reinigungseinheit einen Lagesensor zur Bestimmung einer Lage der Reinigungseinheit relativ zu einer Horizontalen aufweist. Mittels des Lagesensor kann mithin bestimmt werden, in welcher Ausrichtung sich die Reinigungseinheit befindet. Insbesondere kann mithin bestimmt werden, ob die Reinigungseinheit sich in der Leerlaufstellung befindet, in der die Reinigungseinheit keinen Kontakt zu der Bodenfläche aufweist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Kalibrierungsschritt dann eingeleitet wird, wenn der Lagesensor feststellt, dass die Reinigungseinheit in einem Winkel in einem Bereich zwischen 90° und 270° relativ zu der Bodenfläche ausgerichtet ist. In dem angegeben Winkelbereich kann davon ausgegangen werden, dass die Reinigungseinheit von einer die Reinigungseinheit nutzenden Person angehoben wurde und nicht dazu vorgesehen ist, die Bodenfläche zu reinigen.
Vorzugsweise kann deshalb ferner vorgesehen sein, dass der Kalibrierungsschritt dann eingeleitet wird, wenn der Lagesensor feststellt, dass die Reinigungseinheit angehoben wurde. Die Einleitung des Kalibrierungsschritts kann dabei automatisiert eingeleitet werden.
Ebenfalls ist gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reinigungseinheit ein Betätigungselement aufweist, wobei der Kalibrierungsschritt bei einer Betätigung des Betätigungselements eingeleitet wird. Der Kalibrierungsschritt kann mithin nach Belieben der Person eingeleitet werden, beispielsweise insbesondere dann, wenn die Person das Gefühl hat, dass die Reinigungseinheit eine zuverlässige Reinigung der Bodenfläche nicht mehr gewährleisten kann.
Mittels des Lagesensors lässt sich jedoch auch ausschließen, dass die Reinigungseinheit lediglich eine in einem Winkel zur Bodenfläche ausgerichtete Bodenfläche reinigt. So kann sichergestellt werden, dass das Vorliegen der Reinigungseinheit beim reinigenden von unebenen Bodenflächen nicht fälschlicherweise als Leerlaufstellung aufgefasst wird.
Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Reinigungseinheit ein Signalelement aufweist, dass das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts anzeigt. Die Signaleinheit kann vorzugsweise mindestens eine LED aufweisen, die das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts anzeigt. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die LED in periodisch zeitlichen Abständen blinkt. Ebenso kann das Signalelement in Form eines leuchtenden Piktogramms ausgeführt sein, dass das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts anzeigt.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts in periodischen Abständen von dem Signalelement angezeigt wird, vorzugsweise nach einem Betrieb der Reinigungseinheit über 20 Stunden, weiter vorzugsweise nach einem Betrieb über 10 Stunden. Es hat sich herausgestellt, dass sich die Reinigungseinheit in aller Regel nach Betrieb über eine gewisse Zeitdauer verändert, sodass eine Anpassung des Schwell-Stromwerts an die veränderten Gegebenheiten nötig ist. Typischerweise ist eine Kalibrierung dabei nach 20 Stunden, teilweise auch bereits nach 10 Stunden eines Betriebs nötig. Um eine entsprechende Betriebszeit zu bestimmen, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Reinigungseinheit entsprechende Mittel zur Erfassung einer kumulierten Betriebszeit umfasst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

1 Ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Kalibrierungsschritts.
2 Eine Abhängigkeit eines Leerlauf-Stromwerts von einer Leerlauf-Drehzahl in einem Leerlaufzustand für verschiedene Reinigungseinheiten.

In der 1 ist ein Ablaufdiagramm für einen erfindungsgemäße Kalibrierungsschritt einer Reinigungseinheit 1, 1', 1" zur Reinigung einer Bodenfläche gezeigt.
Die Reinigungseinheit 1, 1', 1" umfasst eine Reinigungsbürste sowie einen der Reinigungsbürste zugeordneten Elektromotor, der die Reinigungsbürste bei Vorliegen in einem Betriebszustand der Reinigungseinheit 1, 1', 1" drehantreiben kann. Die Reinigungsbüste lässt sich dabei mittels des Elektromotors derart ansteuern, dass die Reinigungsbürste mit einer gewünschten Drehzahl rotiert werden kann.
Die Reinigungseinheit 1, 1', 1" erfasst dabei in dem Betriebszustand einen Momentan-Stromwert I_Moment des Elektromotors, der an dem Elektromotor anliegt. Der Momentan-Stromwert I_Moment wird anschließend mit einem Schwell-Stromwert I_Schwell verglichen. Der Schwell-Stromwert I_Schwell gibt an, bei Vorliegen welches Momentan-Stromwerts I_Moment die Reinigungseinheit 1, 1', 1" zwischen verschiedenen Betriebsmodi zu überführen ist. Den verschiedenen Betriebsmodi ist jeweils eine Reinigungs-Drehzahl n_Reinigung zugeordnet, mit der die Reinigungsbürste dann mittels des Elektromotors betrieben werden soll. Beim Überführen der Reinigungseinheit 1, 1', 1" aufgrund Grundlage des Vergleichs wird die Reinigungseinheit 1, 1', 1" derart angesteuert, dass die Reinigungsbürste mit der Reinigungs-Drehzahl n_Reinigung rotiert. So kann vorgesehen sein, dass die Reinigungseinheit 1, 1', 1" in zwei Reinigungsmodi betrieben werden kann, wobei ein erster Reinigungsmodus zur Reinigung von Hartböden, insbesondere Parkett und Fliesen, vorgesehen ist. Ein zweiter Reinigungsmodus hingegen ist zur Reinigung von Teppichen vorgesehen. Jedem der Reinigungsmodi ist eine Reinigungs-Drehzahl n_Reinigung zugeordnet, die optimal auf eine Beschaffenheit der zu reinigenden Bodenfläche abgestimmt ist.
Es hat sich herausgestellt, dass sich typische Reinigungseinheiten 1, 1', 1" bei Betrieb über einen längeren Zeitraum aufgrund von Verschleißerscheinungen im Hinblick auf eine zur Rotation der Reinigungsbürste von dem Elektromotor bereitgestellte Leistung verändern. Einerseits kann beobachtet werden, dass die Reinigungseinheit 1, 1', 1" eine höhere Leistung benötigt, um die Reinigungsbürste bei gleichbleibenden Drehzahlen rotieren zu können. Andererseits kann auch der entgegengesetzte Fall beobachtet werden, in dem die Reinigungsbürste eine geringere Leistung bei gleichbleibenden Drehzahlen benötigt. Beide vorgenannten Szenarien führen dazu, dass die Beschaffenheit mithilfe eines Abgleichs des Momentan-Stromwerts I_Moment mit dem Schwell-Stromwert I_Schwell nicht zuverlässig erkannt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht deshalb einen Kalibrierungsschritt vor. Hierzu wird die Reinigungseinheit 1, 1', 1" eingeschaltet und von einem Benutzer der Reinigungseinheit 1, 1', 1" angehoben, um die Reinigungseinheit 1, 1', 1" in eine Leerlaufstellung zu überführen, in der die Reinigungseinheit 1, 1', 1" - ohne im Kontakt mit der zu reinigenden Bodenfläche zu stehen - von dem Elektromotor drehangetrieben werden kann. In der Leerlaufstellung wird bei drehangetriebener Reinigungsbürste ein Leerlauf-Stromwert I_Leer für eine Referenz-Leerlauf-Drehzahl n_Ref-Leer bestimmt, wobei die Referenz-Leerlauf-Drehzahl n_Ref-Leer mittels des Elektromotors eingestellt wird.
Der Leerlauf-Stromwert I_Leer wird mit einem hinterlegten Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll abgeglichen. Der Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll entspricht dabei einer Referenz-Reinigungseinheit 1 bei Betrieb mit der Referenz-Leerlauf-Drehzahl n_Ref-Leer. Sofern zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer der zu kalibrierenden Reinigungseinheit 1', 1" und dem Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll eine Abweichung festgestellt werden kann, wird die Reinigungseinheit 1', 1" in eine zugehörige Kategorie K₁, K₂ eingeordnet. Jeder Kategorie K₁, K₂ ist dabei ein Bereich 2, 3 möglicher Leerlauf-Stromwerte I_Leer für verschiedene Leerlauf-Drehzahlen n_Leer zugeordnet, wie noch im Zusammenhang mit der 2 näher beschrieben wird.
In Abhängigkeit der Zuordnung zu einer Kategorie K₁, K₂ wird der Schwell-Stromwert I_Schwell angepasst. Die Anpassung kann dabei vorzugsweise ebenfalls dadurch erfolgen, dass eine Differenz zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer und dem Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll bestimmt wird. Diese Differenz wird dann von dem Schwell-Stromwert I_Schwell subtrahiert.
Infolge einer Anpassung des Schwell-Stromwerts I_Schwell kann sichergestellt werden, dass die Reinigungseinheit 1', 1" in Abhängigkeit einer Beschaffenheit der zu reinigenden Bodenfläche zum richtigen Zeitpunkt in den entsprechenden Reinigungsmodus überführt wird und wieder zuverlässig als solche erkannt und somit optimal gereinigt werden kann.
Die 2 zeigt eine Abhängigkeit von Leerlauf-Stromwerten I_Leer von Leerlauf-Drehzahlen n_Leer. Dabei beschreibt die durch die durchgängige Linie dargestellte Gerade die Abhängigkeit zwischen der Leerlauf-Drehzahl n_Leer und dem Leerlauf-Stromwert I_Leer, ₁ der Referenz-Reinigungseinheit 1. Bei der Referenz-Reinigungseinheit 1 kann es sich insbesondere um eine ungebrauchte oder lediglich über einen kurzen Zeitraum zur Reinigung betriebene Reinigungseinheit 1 handeln. Ebenfalls in der 2 eingezeichnet sind der Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll der Referenz-Reinigungseinheit 1 für die entsprechende Referenz-Leerlauf-Drehzahl n_Ref-Leer.
Die Reinigungseinheit 1 kann wie folgt betrieben werden: Sofern ein gemessener Momentan-Stromwert I_Moment des Elektromotors unterhalb des Schwell-Stromwerts I_Schwell liegt, wird ein erster Reinigungsmodus aktiviert. In dem ersten Reinigungsmodus wird die Reinigungsbürste mit einer ersten Drehzahl von dem Elektromotor drehangetrieben. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Reinigungsmodus um einen Reinigungsmodus zur Reinigung von Hartböden, beispielsweise Fliesen, handeln. Beim Reinigen von Fliesen kann die Reinigungsbürste einfach auf der Bodenfläche rotieren. Um eine optimale Reinigung zu ermöglichen, ist es mithin besonders vorteilhaft, die Drehzahl n der Reinigungsbürste entsprechend anzupassen.
Sofern hingegen ein gemessener Momentan-Stromwert I_Moment des Elektromotors oberhalb des Schwell-Stromwerts I_Schwell liegt, wird ein zweiter Reinigungsmodus aktiviert, dem eine zweite Drehzahl n₂ zugeordnet ist. Bei dem zweiten Reinigungsmodus kann es sich beispielsweise um einen Reinigungsmodus zur Reinigung von Teppichen handeln. Bei der Reinigung von Teppichen erfährt die Reinigungsbürste aufgrund der typischerweise von dem Teppich abstehenden Borsten einen mechanischen Widerstand, sodass die Leistung des Elektromotors im Vergleich zu einer Reinigung eines Hartbodens erhöht ist. Folglich liegt auch ein höherer Strom an dem Elektromotor an. Allerdings ist auch in Bezug auf die Reinigung eines Teppichs eine optimale Drehzahl zu beobachten. Diese wird bei Überschreitung des Schwell-Stromwerts I_Schwell für die Reinigungsbürste eingestellt.
Darüber hinaus ist durch die gestrichelt in 2 dargestellte Gerade ein Zusammenhang zwischen des Leerlauf-Stromwerts I_Leer, _1' und der Leerlauf-Drehzahl n_Leer einer zweiten Reinigungseinheit 1' gezeigt. Die zweite Reinigungseinheit 1' weicht dabei von der Referenz-Reinigungseinheit 1 insofern ab, als dass die zweite Reinigungseinheit 1' bereits über eine Mehrzahl von Betriebsstunden betrieben wurde. Infolge des Betriebs hat sich die Reinigungseinheit 1', umfassend der Reinigungsbürste und des Elektromotors, derart verändert, dass sich die Abhängigkeit zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1' und der Leerlauf-Drehzahl n_Leer verändert hat. Im Vergleich zu der idealen Reinigungseinheit 1 liegt bei der zweiten Reinigungseinheit 1' bei denselben Leerlauf-Drehzahlen n_Leer ein höherer Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1' an, die zweite Reinigungseinheit 1' ist mithin schwergängiger. Dies spiegelt sich auch in der Steigung der entsprechenden Gerade wieder und führt dazu, dass sich der Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll an dem Elektromotor bereits bei einer geringeren Drehzahl n_Leer, _1' einstellt. Als Folge wird bei Vorliegen des Schwell-Stromwerts I_Schwell an dem Elektromotor eine Überführung in einen anderen Reinigungsmodus bewirkt, obwohl die Bodenfläche nicht die diesem Reinigungsmodus zugeordnete Beschaffenheit aufweist. So kann beispielsweise ein Hartboden fälschlicherweise als Teppich erkannt werden.
Ferner ist in der 2 durch die gepunktete Gerade ein Zusammenhang zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1" und der Leerlauf-Drehzahl n_Leer einer dritten Reinigungseinheit 1" gezeigt. Die dritte Reinigungseinheit 1" ist ebenfalls bereits über eine längere Zeit betrieben worden. Im Gegensatz zu der zweiten Reinigungseinheit 1' ist die Abhängigkeit zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1" und der Leerlauf-Drehzahl n_Leer bei der dritten Reinigungseinheit 1" allerdings derart verändert, dass bei Vorliegen identischer Leerlauf-Drehzahlen n_Leer an dem Elektromotor ein geringerer Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1" gemessen wird. Dies spielgelt sich auch in der Steigung der entsprechenden Gerade wieder und führt dazu, dass sich der Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll an dem Elektromotor erst bei einer höheren Drehzahl n_Leer, _1" einstellt. Die dritte Reinigungseinheit 1" ist mithin leichtgängiger. Eine Folge kann sein, dass eine Bodenfläche in Form eines Teppichs, bei der der Momentan-Stromwert I_Moment des Elektromotors typischerweise aufgrund des erhöhten mechanischen Widerstands erhöht ist, als Hartboden erkannt wird und die Reinigungseinheit 1" in einen für den Hartboden vorgesehenen Reinigungsmodus überführt wird.
Um die vorstehend genannten Probleme bei über einen längeren Zeitraum betriebenen Reinigungseinheiten 1', 1" zu beheben, kann die Reinigungseinheit 1', 1" mittels des Kalibrierungsschritts vor einer Benutzung kalibriert werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Beschaffenheit der Bodenfläche wieder zuverlässig erkannt wird.
Hierzu muss die Reinigungseinheit 1', 1" - wie bereits eingangs bereits dargelegt - in eine Leerlaufstellung überführt werden. Hierzu kann die Reinigungseinheit 1', 1" von einem Nutzer angehoben werden. In der Leerlaufstellung wird die Reinigungsbürste angetrieben und es wird für eine vorbestimmte Leerlauf-Drehzahl n_Leer ein Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1'/1" bestimmt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Leerlauf-Drehzahl n_Leer um diejenige Referenz-Leerlauf-Drehzahl n_Ref-Leer der Reinigungsbürste, die sich auch einstellt, wenn die Referenz-Reinigungseinheit 1 derart betrieben wird, dass sich der Leerlauf-Soll-Stromwert I_Leer-Soll einstellt. Anschließend wird der bestimmte Leerlauf-Stromwert I_Leer, _1/1" von dem Schwell-Stromwert I_Schwell subtrahiert. Für die Referenz-Reinigungseinheit 1 ist die Differenz null. Für die zweite Reinigungseinheit 1' nimmt die Differenz einen negativen Wert an. Für die dritte Reinigungseinheit 1" nimmt die Differenz einen positiven Wert an.
Auf Grundlage der Differenz wird der Schwell-Stromwert I_Schwell angepasst. Hierbei wird die zuvor Differenz von dem Schwell-Stromwert I_Schwell subtrahiert. Für die zweite Reinigungseinheit 1' bedeutet dies, dass der Schwell-Stromwert I_Schwell um die Differenz zwischen dem Leerlauf-Stromwert I_Leer und dem ursprünglichen Schwell-Stromwert I_Schwell erhöht wird. Folglich wird die Reinigungseinheit 1' erst zu dem Zeitpunkt zwischen den Reinigungsmodi überführt, wenn sich ein höherer Momentan-Stromwert I_Moment an dem Elektromotor einstellt. Somit wird berücksichtigt, dass die zweite Reinigungseinheit 1' bereits in der Leerlaufstellung eine höhere Leistung benötigt. Für die dritte Reinigungseinheit 1" wird der Schwell-Stromwert I_Schwell nach unten korrigiert. Die Reinigungseinheit 1" wird mithin bereits bei - im Vergleich zur Referenz-Reinigungseinheit 1 - bei Vorliegen von geringeren Momentan-Stromwerten I_Moment zwischen den Reinigungsmodi überführt. Der Kalibrierungsschritt kann mithin unabhängig von einer Veränderung der Reinigungseinheit zur Korrektur des Schwell-Stromwerts I_Schwell verwendet werden.
Zwischen den Geraden, die das Verhalten der zweiten Reinigungseinheit 1' und der dritten Reinigungseinheit 1" darstellen, können weitere Reinigungseinheiten 1 liegen. Entsprechende Bereiche 2, 3 der Leerlauf-Drehzahl n_Leer und des Leerlauf-Stromwerts I_Leer bilden dabei die im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Kategorien K1, K2, in die die zu kalibrierende Reinigungseinheit 1 eingeordnet werden kann. Sofern beispielsweise eine Reinigungseinheit zu kalibrieren ist, deren Leerlauf-Stromwert I_Leer bei Rotation der Reinigungsbürste mit der Referenz-Leerlauf-Drehzahl I_Ref-Leer zwischen den beiden Geraden der Referenz-Reinigungseinheit 1 und der zweiten Reinigungseinheit 1' im Bereich 2 liegt, kann analog festgelegt sein, dass der Schwell-Stromwert I_Schwell auf einen vorbestimmten, dieser Kategorie K1 zugeordneten Schwell-Stromwert I_Leer, _K1 festgesetzt wird. Gleiches gilt für eine Reinigungseinheit 1, deren Leerlauf-Stromwert I_Leer einen Wert annimmt, der in dem Bereich 3 zwischen den beiden Geraden liegt, die der Referenz-Reinigungseinheit 1 und der dritten Reinigungseinheit 1" zuzuordnen sind. Vorteilhafter Weise muss der angepasste Schwell-Stromwert I_Leer, K₂ nicht berechnet werden. Vielmehr ist der angepasste Schwell-Stromwert I_Schwell vorbestimmt und muss lediglich eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Referenz-Reinigungseinheit
1': Reinigungseinheit
1": Reinigungseinheit
2: Bereich
3: Bereich
K1: Kategorie
K2: Kategorie
IMoment: Momentan-Stromwert
I Schwell: Schwell-Stromwert
NReinigung: Reinigungs-Drehzahl
Leer: Leerlauf-Stromwert
nRef-Leer: Referenz- Leerlauf- Drehzahl
ILeer-Soll: Leerlauf-Soll-Stromwert
nLeer: Leerlauf-Drehzahl

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") zur Reinigung einer Bodenfläche, die Reinigungseinheit (1, 1', 1") umfassend - mindestens eine Reinigungsbürste und - mindestens einen der Reinigungsbürste zugeordneten Elektromotor, wobei die Reinigungsbürste mittels des Elektromotors drehangetrieben wird, wobei die Reinigungseinheit (1, 1', 1") in einem Betriebszustand einen Momentan-Stromwert (I_Moment) des Elektromotors erfasst, wobei die Reinigungseinheit (1, 1', 1") in Abhängigkeit eines Vergleichs des Momentan-Stromwerts (I_Moment) mit einem Schwell-Stromwert (I_Schwell) zwischen mindestens zwei Reinigungsmodi umschaltet, wobei jedem Reinigungsmodus jeweils eine Reinigungs-Drehzahl (n_Reinigung) zugeordnet ist, mit der die Reinigungsbürste drehangetrieben wird, gekennzeichnet durch einen Kalibrierungsschritt, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - Die Reinigungseinheit (1, 1', 1") wird in eine Leerlaufstellung überführt, in der sich die Reinigungsbürste drehen kann, ohne im Kontakt zu der zu reinigenden Bodenfläche zu stehen; - In der Leerlaufstellung der Reinigungseinheit (1, 1', 1") wird die Reinigungsbürste mittels des Elektromotors drehangetrieben; - In der Leerlaufstellung wird ein Leerlauf-Stromwert (I_Leer) für mindestens eine Referenz-Leerlauf-Drehzahl (n_Ref-Leer) bestimmt; - Der Leerlauf-Stromwert (I_Leer) wird mit einem Leerlauf-Soll-Stromwert (I_Leer-Soll) verglichen; - Bei einer Abweichung des Leerlauf-Stromwerts (I_Leer) von dem Leerlauf-Soll-Stromwert (I_Leer-Soll) wird der Schwell-Stromwert (I_Schwell) derart angepasst, dass der Zeitpunkt der Umschaltung zwischen den Reinigungsmodi korrigiert wird.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") vor einer Anpassung des Schwell-Stromwerts (I_Schwell) einer vorbestimmten Kategorie zugeordnet wird, wobei jeder Kategorie mindestens ein Schwell-Stromwert (I_Schwell) zugeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwell-Stromwert (I_Schwell) mittels einer Subtraktion einer Differenz zwischen dem Leerlauf-Soll-Stromwert (I_Leer-Soll) und dem bestimmten Leerlauf-Stromwerts (I_Leer) angepasst wird.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlauf-Stromwert (I_Leer) in der Leerlaufstellung der Reinigungseinheit (1, 1', 1") für mindestens zwei Leerlauf-Drehzahlen (n_Leer) bestimmt wird, sodass eine Abhängigkeit zwischen der Leerlauf-Drehzahl (n_Leer) der Reinigungsbürste und dem Leerlauf-Stromwert (I_Leer) des Elektromotors bestimmt werden kann.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") einen Lagesensor zur Bestimmung einer Lage der Reinigungseinheit (1, 1', 1") relativ zu einer Horizontalen aufweist.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierungsschritt dann eingeleitet wird, wenn der Lagesensor feststellt, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") in einem Winkel in einem Bereich zwischen 90° und 270° relativ zu der Bodenfläche ausgerichtet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierungsschritt dann eingeleitet wird, wenn der Lagesensor feststellt, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") angehoben wird.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") ein Betätigungselement aufweist, wobei der Kalibrierungsschritt bei einer Betätigung des Betätigungselements eingeleitet wird.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (1, 1', 1") ein Signalelement aufweist, dass das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts anzeigt.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungseinheit (1, 1', 1") nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfordernis eines Kalibrierungsschritts in periodischen Abständen von dem Signalelement angezeigt wird, vorzugsweise nach einem Betrieb der Reinigungseinheit (1, 1', 1") über 20 Stunden, weiter vorzugsweise nach einem Betrieb über 10 Stunden.