EP2301405A2 - Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers, Steuerungsvorrichtung zur Implementierung des Verfahrens und Staubsauger mit einer solchen Steuerungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers, Steuerungsvorrichtung zur Implementierung des Verfahrens und Staubsauger mit einer solchen Steuerungsvorrichtung Download PDF

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EP2301405A2
EP2301405A2 EP10401127A EP10401127A EP2301405A2 EP 2301405 A2 EP2301405 A2 EP 2301405A2 EP 10401127 A EP10401127 A EP 10401127A EP 10401127 A EP10401127 A EP 10401127A EP 2301405 A2 EP2301405 A2 EP 2301405A2
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EP
European Patent Office
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filling
degree
measured
differential pressure
calculated
Prior art date
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Withdrawn
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EP10401127A
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English (en)
French (fr)
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Inventor
David Buhl
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Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP2301405A2 publication Critical patent/EP2301405A2/de
Publication of EP2301405A3 publication Critical patent/EP2301405A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
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    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a vacuum cleaner with a degree of filling indicator for a dust collecting container.
  • Dust-collecting containers are here and hereinafter understood to be dust bags, dust cassettes and generally air-permeable dust collecting containers.
  • the invention further relates to a control device for implementing the method and a vacuum cleaner with such a control device or a vacuum cleaner, in which the method is carried out in operation.
  • Filling level indicators for a dust collecting container are known per se with vacuum cleaners. For such displays, a degree of filling measurement has hitherto been carried out and the indicated filling level value is directly dependent on the measured filling level. The measurement of the degree of filling is again based on a differential pressure measurement and a specific, i.e.. Differential pressure measured at a defined blower power leads directly to a corresponding change in the level indicator. In a mechanical level indicator, ie z. B. to a shift of a display element in a viewing window. After for the measurement of the degree of filling usually a differential pressure, for. B.
  • the approach according to the invention therefore provides, in addition to the previous degree of filling measurement, an additional filling degree calculation and the result of the filling degree calculation, ie the calculated degree of filling is always displayed with the degree of filling, as long as the calculated degree of filling remains below the measured filling level.
  • Increased display values which may be z. B., as long as a dust bag in the dust room has not yet unfolded, are thus avoided and the indicated degree corresponds at any time much more the theoretical and actual conditions than has been possible in the prior art.
  • the at least order of magnitude equalization of the calculated degree of filling to a theoretical filling level which results for a corresponding time is achieved by means of a display advancing speed taken into account in the calculation of the degree of filling.
  • the calculated fill level is thus a function of the display progress speed.
  • the display progress rate is affected by an empirical value (the display progress rate is a function of the empirical value).
  • This empirical value describes a suction behavior of users of vacuum cleaners determined from customer surveys and the like, in which the implementation of the method is provided.
  • the empirical value is referred to here and below as the basic value and has the dimension "% degree of filling / hour" and describes the proportion of the capacity of the respective dust collection container, which is sucked in by the respective user per hour of suction. In this case, a base value of about 10% / hour has proven to be particularly preferred.
  • the degree of filling For the calculation of the degree of filling is provided that a new calculated degree of filling from an addition of a previously calculated degree of filling and normalized with a time interval, ie z. Multiplied, display progress speed.
  • the calculated degree of filling therefore increases with each calculation step and this reflects the continuous suction process and the normally resulting continuous filling of the dust collecting container.
  • the calculated degree of filling is displayed with the degree of filling, as long as the calculated degree of filling remains below a highest degree of filling measured so far.
  • This embodiment of the invention specifically takes into account differential pressure changes, such as arise when unfolding a dust bag as a dust collecting container. A new dust bag is usually removed from its packaging in the folded state and also at least substantially folded in the dust chamber of the vacuum cleaner attached. A new dust bag therefore has a comparatively small volume at the beginning of the suction process, so that a differential pressure measured between the suction pipe and the dust chamber increases very rapidly.
  • the rapid rise of the measured differential pressure is already compensated by the approach of the invention, after which the calculated degree of filling, ie just not the measured degree of filling is displayed with the degree of filling, as long as the calculated degree of filling remains below the measured degree of filling.
  • the calculated degree of filling ie just not the measured degree of filling is displayed with the degree of filling, as long as the calculated degree of filling remains below the measured degree of filling.
  • the dust bag unfolds, the differential pressure drops sharply and it can easily result in a differential pressure and thus a measured degree of filling, which is below the calculated degree of filling.
  • the measured fill level for the fill level indicator would erroneously be used. Therefore, it is provided that for the case distinction, a highest to date measured degree of filling is used, so with the level indicator, the calculated degree of filling is displayed, as long as the calculated degree of filling remains below this highest previously measured degree of filling.
  • the fill level indicator displays the calculated fill level as long as the calculated fill level remains below the contents of the first store.
  • the display advancing speed, on which the calculated degree of filling depends is also the result of a calculation and that the empirical value, that is to say the basic value already mentioned above, and a measured differential pressure are included in such a calculation.
  • the measurement result can be used, which is also taken into account for the degree of filling measurement.
  • the empirical value and the measured differential pressure are included in the calculation of the display advancement rate in the preferred embodiment such that as the adsorption time increases and therewith increase a measured differential pressure, the advancing display speed is increasingly determined by a term including the measured differential pressure.
  • a particularly preferred embodiment for such a calculation of the display advancing speed is that the display advancing speed considers two summands, the first summand corresponding to the basic value or at least influenced by the basic value and the second summand being influenced by the measured differential pressure.
  • the display advance speed is substantially determined by the first addend.
  • the value of the second addend also increases and, depending on the specific formulaic relationship for the chosen form of calculation of the display progress velocity, equality or at least approximate equality of both summands occurs at a given time and then a shift the influence of both summands on the result of the display progress calculation in favor of the second summand. This shift can be so great that the influence of the first addend on the calculated display progress speed is negligible.
  • the term which increasingly determines the result of calculation of the display advancing step speed as the differential pressure increases, is dependent on the measured differential pressure and then on a differential pressure value for an empty and a full dust collecting receptacle, respectively.
  • the measured differential pressure is normalized to the capacity of the respective dust collection container.
  • both values for the differential pressure value are determined in each case for an empty and a full dust collecting container on the basis of predefined or predefinable parameters and the predefined or specifiable parameters are read out from a second memory, specifically as a function of one set on the vacuum cleaner power stage. Then, not only the actual capacity of the respective dust collecting box can be considered for the calculation of the display advancing speed but also the dependence of the measured differential pressure ratios of the respectively set power level.
  • a preferred embodiment which applies to all aspects of the method and its embodiments explained so far, is the display of the measured fill level with the fill level indicator when the calculated fill level reaches or exceeds the measured fill level. This ensures that, depending on the outcome of the case distinction, which is based on a comparison of measured and calculated fill levels or highest to previously measured and calculated fill levels, either the measured fill level or the calculated fill level is always displayed.
  • a separate aspect of the invention relates to a control device for a vacuum cleaner of a known type.
  • This control device comprises a memory and a processing unit and in the memory are stored program code instructions for implementing the method or its embodiments as described here or below.
  • the processing unit effects activation of the fill level indicator according to the invention or one or more embodiments.
  • such a control device comprises means for measuring and calculating a degree of filling of a dust collecting container and means for comparing the measured degree of filling with the calculated degree of filling and means for controlling the degree of filling depending on the result of the comparison.
  • the aforementioned means may be implemented in software or hardware or in combination of software and hardware.
  • an implementation in software may involve a corresponding program code instruction and, when implemented in hardware, a comparator or the like.
  • the means for measuring the degree of filling comprise on the side of the control device at least one or more inputs to which or to which the control device measured pressure values or a measured differential pressure value can be fed.
  • the means for measuring the degree of filling on the part of the control device comprise at least one or more inputs to which or to which the control device measured blower power values or the fan output set by the customer can be supplied.
  • the inputs can be digital or analog inputs, depending on the choice of external sensors.
  • the control device then takes over the appropriate preparation and processing of the or each obtained measured value.
  • the means for controlling the filling level indicator is at least an output of the control device. For such an output is a digital or analog output into consideration.
  • the control device takes over insofar as a function of the result of the comparison suitable preparation of the value to be output as filling level, namely either the calculated degree of filling or the measured degree of filling.
  • control device may execute the program code instructions, ie the implementation of the method in software, cyclically recurring during operation.
  • the program code instructions within other possibly stored in the memory of the control device program code instructions form an independent subroutine that is called regularly.
  • this regular call it can be provided that this is integrated into the cyclical sequence of a control program approximately executed by the control device for controlling and / or monitoring other functionalities of the vacuum cleaner.
  • An independent call of this subroutine can also be provided, eg. B. such that the call of the subroutine results from the continuous operation of a counter or based on a time information.
  • the invention also relates in its entirety to a vacuum cleaner with a control device as described here or below, or a vacuum cleaner in which the method, if necessary supplemented and one or more preferred embodiments, is implemented.
  • FIG. 1 shows a schematically extremely simplified vacuum cleaner 10. This includes in its reduced to the representation of the relevant components for the invention, a housing 12, a suction tube 14 which protrudes from the housing 12, and is provided for connection of a vacuum cleaner hose, not shown.
  • the suction pipe 14 protrudes into a dust chamber 16 formed in the housing 12 and in the dust chamber 16 is a dust collecting container 18, so z.
  • a dust bag a dust cartridge or generally an air-permeable dust collection container.
  • a vacuum cleaner motor 20 is disposed downstream of the dust space 16 at an airflow resulting from operation of the vacuum cleaner 10.
  • a sensor system for detecting the fan power or the customer setting of the fan power is arranged at a suitable location and supplies the processing unit 26, the determined data to a dedicated input.
  • the vacuum cleaner 10 further comprises a level indicator 22, which is provided to indicate the degree of filling of the dust collecting container 18 and in which the degree of filling z. B., as shown, in the form of a bar or other suitable manner can be represented.
  • the degree of filling indicator 22 is arranged on an outer side of the housing 12 of the vacuum cleaner 10, so that the degree of filling indicator 22 for a user of the vacuum cleaner 10 can be read.
  • the degree of filling indicator 22 can also be understood as a dust bag change indicator, such that a change of the dust collecting container 18 is required when the maximum filling level is displayed.
  • the degree of filling indicator 22 is controlled by a possibly also provided for other functions of the vacuum cleaner 10 control device 24.
  • This comprises a processing unit 26 in the manner of a processor or the like and a memory 28.
  • different memory areas are formed, for. Example, a first memory for temporarily storing a measured value, a second memory for storing predetermined or predeterminable parameters and a memory area in which a control program 30 is stored, which comprises in a conventional manner program code instructions 32 and executable by the processing unit 26.
  • the suction pipe 14 and a location opposite the suction pipe 14 in the dust chamber 16 are each assigned pressure measuring sensors 34, 36 whose measured values are fed to the control device 24 at inputs provided for this purpose.
  • the control device 24 thus has measured values for the pressure conditions at points upstream and downstream of the dust collecting container 18 in the flow direction. This results in a differential pressure value, which is either supplied directly to the control unit 24 or within the control unit 24 due to the measured pressure values is calculated. In both cases, this differential pressure is referred to here and below as the measured differential pressure.
  • the measured differential pressure is a measure of the degree of filling of the dust collecting container 18. Accordingly, here and below, the measured differential pressure is also referred to as measured degree of filling. This implies that the measured differential pressure is used either directly or after further calculations for the activation of the filling level indicator 22.
  • FIG. 2 shows a graph 38 for a course of an ideal, theoretical differential pressure measurement with increasing suction duration.
  • the differential pressure measurement shown is thus the result of a measurement as with the two sensors 34, 36 (FIG. FIG. 1 ) can be carried out.
  • the abscissa shows a quantity of dust in grams and on the ordinate the differential pressure in millibars.
  • the graph 38 shown rises continuously and steadily and represents one with increasing filling of the dust collecting container 18 (FIG. FIG. 1 ) associated increase in the differential pressure.
  • the low and at the end high differential pressure at the beginning of the illustrated graph 38 can in principle be used to control a filling level indicator 22 (FIG. FIG. 1 ) are used, such that low differential pressures corresponding to a low actuation of the degree of filling indicator 22 and high differential pressures lead to a stronger activation of the degree of filling indicator 22.
  • FIG. 3 An example of a measured differential pressure is in FIG. 3 shown, wherein the graph 40 shown there in a same coordinate system as in FIG. 2 is applied.
  • FIG. 4 shows a filling level diagram with a graph 42 shown in the form of a solid line, which represents an optimal display profile, and another graph 44 shown in the form of a dashed line, which represents a display curve according to the prior art, ie a display profile, as it appears a differential pressure measurement and the observed fluctuations and discontinuities of the measured value course ( FIG. 3 ).
  • a display curve according to the prior art, ie a display profile, as it appears a differential pressure measurement and the observed fluctuations and discontinuities of the measured value course ( FIG. 3 ).
  • the amount of dust in grams and on the ordinate the displayed value in percent are removed.
  • the invention provides to eliminate or reduce this problem in the prior art that the degree of filling of the dust collecting container 18 is measured and calculated that the degree of filling display 22, the calculated degree of filling is displayed as long as the calculated degree of filling remains below the measured degree of filling and that in the Calculation of the degree of filling is influenced by an at least one empirical value influenced display progress speed.
  • equation 1 the formula character FB stands for "degree of charge calculated” or “calculated degree of filling” and the symbol I for "increment”, where “increment” is used here as a short form for the display progress speed.
  • a new calculated fill level thus results from an old calculated fill level plus an increment resulting from the display advance speed and weighted with a time interval (formula symbol T).
  • FB New % FB old % + I % / H ⁇ T H
  • I % / H GW % / H + .DELTA.P - .DELTA.P empty / .DELTA.P full - .DELTA.P empty ⁇ 100 4 % / H
  • the formula symbol GW denotes an empirical value, here and hereinafter referred to as the basic value, which has the dimension "% degree of filling / hour" and designates a proportion of the capacity of the dust collecting container 18, per user per hour, in this case per hour of suction the vacuum cleaner 10 is soaked.
  • a preferred numerical value for the basic value GW are values in the range of 10% / h, in particular 10% / h.
  • the symbol ⁇ P denotes that with the sensors 34, 36 (FIG. FIG. 1 ) measured differential pressure.
  • the symbol ⁇ P empty denotes the differential pressure value that has set or sets after inserting an empty dust collecting container 18.
  • the symbol ⁇ P full describes the differential pressure value adjusts itself to a completely filled dust collecting container 18.
  • Both values .DELTA.P empty and .DELTA.P full are dependent on a power level which can be set on the vacuum cleaner 10 and are determined on the basis of predetermined or predefinable parameters which originate from one in the memory 28 (FIG. FIG. 1 ) formed second memory, in dependence on the set on the vacuum cleaner 10 power level.
  • Equation (2) From equation (2) it can be seen that in the calculation of the display progress speed (formula symbol I), the empirical value (formula sign GW), a measured differential pressure (formula sign .DELTA.P) and the current fan performance flow.
  • the calculated value for the display advance speed results from the addition of the two summands in Equation 2.
  • the second addend is a term that increasingly determines the display advance speed as the suction time increases and the associated increase in measured differential pressure ( ⁇ P) increases.
  • Equation 2 is simplified in accordance with Equation 3 given below, according to which the display progression speed substantially coincides with the empirical value, ie the basic value.
  • Equation 4 results, and with the most preferred value of 10% / hr for the base value, Equation 4.1 results.
  • a graph of the function according to Equation 4 or according to Equation 4.1 gives a straight line and based on the in FIG. 4 shown optimal display curve, which is also shown as a straight line (graph 42), it follows that with this equation already an extensive match of the calculated degree of filling is achieved with the optimal display history.
  • FIG. 5 is a dashed line of the graph 46 a curve of a level indicator according to the prior art (see also FIG. 4 ).
  • the graph 48 of a display history with the approach according to the invention is shown. In the initial region of this graph 48, one recognizes that a straight line results and this straight line results from the relationships as explained above with reference to equations 4 or 4.1.
  • FIG. 5 is different from FIG. 4 the filling degree diagram is plotted on the abscissa not over a quantity of dust in grams, but over a suction time in hours. The ablation above the ordinate is the same as in FIG. 4 the displayed value in percent.
  • Equation 2 As the suction time increases, the quotient in Equation 2 tends towards 1 ( ⁇ P strives against ⁇ P full ) and the numerator and denominator of the quotient approximate, so that the quotient totals 1 as a whole.
  • equation 2 is simplified to equation 5 below or to the preferred base value of 10% / h, according to equation 5.1.
  • Equation 1 and Equation 5.1 equation 6 results for the calculation of the degree of filling, and it is easy to see from the size of the increment used in this case that the calculated degree of filling increases very strongly in this situation.
  • FIG. 5 When displayed in FIG. 5 For the time of 4.5 hours suction, a transition from the calculation of the degree of filling from initially to equation 4.1 and then to equation 6 is provided. In practice, a continuous transition normally takes place and the discontinuous transition is here essentially for simple ratios in the illustration with reference to FIG FIG. 5 selected. One recognizes in FIG. 5 on the dashed graph 48 for the calculated degree of filling its strong slope, which results from the large increment 100 4 .
  • the relationship between the calculated fill level graph (dashed line) and a graph 50 for a hitherto largest value for a measured fill level (solid line) has not yet been explained.
  • the largest fill level measured to date is based on the measured fill level (Graph 46). If the measured fill level falls below a previously highest measured value, the value of graph 50 remains constant for the highest fill level measured to date, as long as higher fill levels are measured again at a later time.
  • the relationship between the illustrated graphs 46, 48, 50 and the underlying measurements and any resulting stored values is that the fill level indicator 22 displays the calculated fill level (graph 48) as long as the calculated fill level is below the measured fill level (Graph 46) remains. At least until a time of just under 1.5 hours. Suction time is for the conditions in FIG.
  • the case differentiation provided for the selection of the calculated degree of filling for controlling the filling level indicator 22 is no longer fulfilled and the highest degree of filling measured so far is indicated.
  • the case distinction, which selects the calculated fill level for display is no longer satisfied, the calculation of the fill level is interrupted; a new calculated degree of filling according to equation (1) or the respective simplifications is therefore no longer determined, so that the last calculated degree of filling is quasi conserved.
  • Suction time results in an increase of the measured filling level again and with a continuously increasing measured filling level correspondingly increases the highest previously measured filling level.
  • the case distinction for the selection of the calculated degree of filling to control the degree of filling indicator 22 is thus fulfilled again.
  • FIG. 6 shows a simplified flow chart to illustrate the procedures in the execution of the method.
  • Implementation of the flowchart into corresponding program code instructions is an implementation of the method in software and by the execution of such program code instructions by the processing unit 26 (FIG. FIG. 1 ) of the control device 24 ( FIG. 1 ) the procedure is carried out.
  • the calculated degree of filling is used to control the filling level indicator (block 54) as long as the calculated degree of filling is below the measured filling level, as long as the case distinction is thus fulfilled.
  • block 56 a continuation of the calculation of the degree of filling according to the equations (1) and (2) or their simplifications.
  • the method is interrupted when the case distinction is satisfied and in a new call, for example, a subroutine implementing the method, a task or the like, the method is continued.
  • a new call for example, a subroutine implementing the method, a task or the like, the method is continued.
  • Such a call can be made in a fixed time frame or from a regularly executed hierarchically superordinate program part.
  • the measured fill level is used to drive the fill level indicator 22 (block 58).
  • the method is interrupted immediately and is carried out, for example. also no re-determination of the calculated degree of filling. The last calculated degree of filling is retained in this way until the case distinction is fulfilled again and a corresponding branch (call of blocks 54, 56) takes place.
  • the invention can be briefly described as follows: As a method for operating a vacuum cleaner 10, an improved control of a filling level indicator 22 is indicated, which is based on a measured and a calculated value for a degree of filling of a dust collecting container 18, wherein with the degree of filling indicator 22 of the calculated Filling level is displayed as long as the calculated degree of filling remains below the measured filling level and in the calculation of the degree of filling is influenced by an at least one empirical value influenced display advance speed, the example results in a gradual, ie substantially linear, increase in the calculated degree of filling at values that are significantly above the theoretical values for a momentary degree of filling for a measured degree of filling.

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Abstract

Es wird als Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers (10) eine verbesserte Ansteuerung einer Füllgradanzeige (22) angegeben, die auf einem gemessenen und einem berechneten Wert für einen Füllgrad eines Staubauffangbehältnisses (18) beruht, wobei mit der Füllgradanzeige (22) der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt und wobei in die Berechnung des Füllgrads eine durch zumindest einen empirischen Wert beeinflusste Anzeigefortschrittgeschwindigkeit einfließt, die z.B. bei deutlich über den theoretischen Werten für einen momentanen Füllgrad liegenden Werten für einen gemessenen Füllgrad zu einer allmählichen, also im Wesentlichen linearen, Erhöhung des berechneten Füllgrads führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers mit einer Füllgradanzeige für ein Staubauffangbehältnis. Als Staubauffangbehältnis werden hier und im Folgenden Staubbeutel, Staubkassetten und allgemein luftdurchlässige Staubauffangbehältnisse verstanden. Die Erfindung betrifft weiter eine Steuerungsvorrichtung zur Implementierung des Verfahrens und einen Staubsauger mit einer solchen Steuerungsvorrichtung oder einen Staubsauger, bei dem im Betrieb das Verfahren ausgeführt wird.
  • Füllgradanzeigen für ein Staubauffangbehältnis sind bei Staubsaugern an sich bekannt. Für solche Anzeigen erfolgt bisher eine Füllgradmessung und der angezeigte Füllgradwert ist direkt abhängig vom gemessenen Füllgrad. Die Messung des Füllgrads basiert wiederum auf einer Differenzdruckmessung und ein spezifischer, d.h. bei definierter Gebläseleistung gemessener Differenzdruck führt direkt zu einer korrespondierenden Veränderung der Füllgradanzeige. Bei einer mechanischen Füllgradanzeige, also z. B. zu einer Verschiebung eines Anzeigeelements in einem Sichtfenster. Nachdem für die Messung des Füllgrads üblicherweise ein Differenzdruck, z. B. zwischen einem Saugrohr und einem Staubraum des Staubsaugers, gemessen wird, ergibt sich an der Messstelle bei zunehmender Saugdauer und konstanter Gebläseleistung theoretisch ein über der Zeit kontinuierlich ansteigender Differenzdruck. In der Praxis zeigt sich allerdings, dass der Messdruck an der jeweiligen Messstelle häufig schwankt. Ursachen dafür sind z. B. Turbulenzen im Saugrohr, ein sich bewegender Saugschlauch oder auch ein Auffaltvorgang eines Staubbeutels als Staubauffangbehältnis. Ein realer Differenzdruckverlauf ist daher diskontinuierlich und unstetig und eine direkte Anzeige eines auf diese Weise gemessenen Füllgrades führt zu entsprechenden Schwankungen bei der Füllgradanzeige. Dies ist für Benutzer ungünstig oder zum Teil auch verwirrend, weil der angezeigte Füllgrad nicht zu jedem Zeitpunkt den tatsächlichen Füllgrad repräsentiert.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht entsprechend darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers mit einer Füllgradanzeige für ein Staubauffangbehältnis anzugeben, bei dem die o. g. Nachteile vermieden oder zumindest hinsichtlich der Auswirkungen reduziert sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dazu ist im Falle des oben skizzierten Verfahrens vorgesehen, dass ein Füllgrad des Staubauffangbehältnisses gemessen und berechnet wird, dass mit der Füllgradanzeige der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt und dass in die Berechnung des Füllgrads eine durch zumindest einen empirischen Wert beeinflusste Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit einfließt.
  • Der Ansatz gemäß der Erfindung stellt also neben die bisherige Füllgradmessung eine zusätzliche Füllgradberechnung und das Ergebnis der Füllgradberechnung, also der berechnete Füllgrad, wird immer dann mit der Füllgradanzeige dargestellt, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt. Erhöhte Anzeigewerte, die sich z. B. ergeben können, solange sich ein Staubbeutel im Staubraum noch nicht aufgefaltet hat, werden damit vermieden und der angezeigte Füllgrad entspricht in jedem Zeitpunkt sehr viel mehr den theoretischen und tatsächlichen Verhältnissen als dies nach dem Stand der Technik bisher möglich gewesen ist. Die zumindest größenordnungsmäßige Angleichung des berechneten Füllgrads an einen sich für einen entsprechenden Zeitpunkt ergebenden theoretischen Füllgrad gelingt über eine bei der Berechnung des Füllgrads berücksichtigte Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit. Der berechnete Füllgrad ist also eine Funktion der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit. Die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit wiederum ist durch einen empirischen Wert beeinflusst (die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ist eine Funktion des empirischen Werts). Dieser empirische Wert beschreibt ein aus Kundenbefragungen und dergleichen ermitteltes Saugverhalten von Nutzern von Staubsaugern, bei denen die Implementierung des Verfahrens vorgesehen ist. Der empirische Wert wird hier und im Folgenden auch als Grundwert bezeichnet und besitzt die Dimension "% Füllgrad/Stunde" und beschreibt den Anteil der Kapazität des jeweiligen Staubauffangbehältnisses, der pro Stunde Saugdauer vom jeweiligen Benutzer vollgesaugt wird. Als besonders bevorzugt hat sich dabei ein Grundwert von ca. 10%/Stunde ergeben.
  • Für die Berechnung des Füllgrads ist vorgesehen, dass sich ein neuer berechneter Füllgrad aus einer Addition eines unmittelbar zuvor berechneten Füllgrads und mit einem Zeitintervall normierten, also z. B. multiplizierten, Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ergibt. Der berechnete Füllgrad erhöht sich also bei jedem Berechnungsschritt und dies reflektiert den andauernden Saugvorgang und die dabei sich normalerweise ergebende kontinuierliche Befüllung des Staubauffangbehältnisses.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbstständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass mit der Füllgradanzeige der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb eines höchsten bis dato gemessenen Füllgrads verbleibt. Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt speziell Differenzdruckveränderungen, wie sie sich beim Auffalten eines Staubbeutels als Staubauffangbehältnis ergeben. Ein neuer Staubbeutel wird üblicherweise in gefaltetem Zustand aus seiner Verpackung entnommen und auch zumindest im Wesentlichen gefaltet im Staubraum des Staubsaugers angebracht. Ein neuer Staubbeutel hat also bei Beginn des Saugvorgangs ein vergleichsweise kleines Volumen, so dass ein zwischen Saugrohr und Staubraum gemessener Differenzdruck sehr schnell ansteigt. Das schnelle Ansteigen des gemessenen Differenzdrucks wird bereits durch den Ansatz der Erfindung kompensiert, wonach mit der Füllgradanzeige der berechnete Füllgrad, also gerade nicht der gemessene Füllgrad, angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt. Solange der Staubbeutel noch gefaltet ist, wird sich üblicherweise die Situation einstellen, dass der gemessene Füllgrad oberhalb des berechneten Füllgrads liegt, so dass stets der berechnete Füllgrad angezeigt wird. Wenn sich allerdings der Staubbeutel auffaltet, fällt der Differenzdruck stark ab und es kann sich ohne Weiteres ein Differenzdruck und damit ein gemessener Füllgrad ergeben, der unterhalb des berechneten Füllgrads liegt. Dann würde also, wenn für die Fallunterscheidung, welcher der beiden Füllgradewerte für die Anzeige verwendet wird, stets nur der jeweils aktuelle berechnete bzw. gemessene Füllgrad betrachtet werden, fehlerhaft der gemessene Füllgrad für die Füllgradanzeige verwendet werden. Deshalb ist vorgesehen, dass für die Fallunterscheidung ein höchster bis dato gemessener Füllgrad verwendet wird, also mit der Füllgradanzeige der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb dieses höchsten bis dato gemessenen Füllgrads verbleibt.
  • Für die Ermittlung des höchsten bis dato gemessenen Füllgrads ist bevorzugt vorgesehen, dass eine kontinuierliche Aktualisierung des gemessenen Füllgrads erfolgt, z. B. durch eine Messung zu vorgegebenen oder vorgebbaren, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten, und dass der gemessene Füllgrad als höchster bis dato gemessener Füllgrad in einen ersten Speicher übernommen wird, wenn der gemessene Füllgrad den Wert eines bisherigen Inhalts des ersten Speichers überschreitet. Die Fallunterscheidung, ob der berechnete Füllgrad mit der Füllgradanzeige angezeigt wird, kann sich jetzt also auf den Inhalt dieses ersten Speichers beziehen und entsprechend wird mit der Füllgradanzeige der berechnete Füllgrad angezeigt, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des Inhalts des ersten Speichers verbleibt.
  • Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit, von welcher der berechnete Füllgrad abhängig ist, ebenfalls Ergebnis einer Berechnung ist und dass der empirische Wert, also der oben bereits erwähnte Grundwert, und ein gemessener Differenzdruck in eine solche Berechnung einfließen. Als gemessener Differenzdruck kann das Messergebnis verwendet werden, das auch für die Füllgradmessung berücksichtigt wird. Der empirische Wert und der gemessene Differenzdruck fließen bei der bevorzugten Ausführungsform so in die Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ein, dass bei zunehmender Saugdauer und damit einhergehender Erhöhung eines gemessenen Differenzdrucks die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit zunehmend durch einen Term bestimmt wird, der den gemessenen Differenzdruck umfasst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform für eine derartige Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit besteht darin, dass die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit zwei Summanden berücksichtigt, wobei der erste Summand dem Grundwert entspricht oder zumindest von dem Grundwert beeinflusst ist und der zweite Summand vom gemessenen Differenzdruck beeinflusst ist. Wenn zunächst der erste, vom Grundwert abhängige Summand groß gegenüber dem zweiten, vom Differenzdruck abhängigen Summand ist, wird die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit im Wesentlichen durch den ersten Summanden bestimmt. Wenn bei zunehmender Saugdauer der gemessene Differenzdruck zunimmt, erhöht sich auch der Wert des zweiten Summanden und je nach konkretem formelmäßigen Zusammenhang für die gewählte Form der Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ergibt sich zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Gleichheit oder zumindest eine annähernde Gleichheit beider Summanden und danach eine Verschiebung des Einflusses beider Summanden auf das Ergebnis der Anzeigefortschrittsberechnung zugunsten des zweiten Summanden. Diese Verschiebung kann so groß ausfallen, dass der Einfluss des ersten Summanden auf die berechnete Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit vernachlässigbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ergänzung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Term, der bei steigendem Differenzdruck zunehmend das Ergebnis der Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit bestimmt, von dem gemessenen Differenzdruck und sodann von einem Differenzdruckwert jeweils für ein leeres und ein volles Staubauffangbehältnis abhängig ist. Damit wird der gemessene Differenzdruck auf die Kapazität des jeweiligen Staubauffangbehältnisses normiert. Nochmals bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass beide Werte für den Differenzdruckwert jeweils für ein leeres und ein volles Staubauffangbehältnis anhand von vorgegebenen oder vorgebbaren Parametern ermittelt werden und die vorgegebenen oder vorgebbaren Parameter aus einem zweiten Speicher ausgelesen werden, und zwar in Abhängigkeit von einer am Staubsauger eingestellten Leistungsstufe. Dann kann für die Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit nicht nur die tatsächliche Kapazität des jeweiligen Staubauffangbehältnisses berücksichtigt werden, sondern auch die Abhängigkeit der gemessenen Differenzdruckverhältnisse von der jeweils eingestellten Leistungsstufe.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform, die für sämtliche bisher erläuterten Aspekte des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen gilt, ist die Anzeige des gemessenen Füllgrads mit der Füllgradanzeige, wenn der berechnete Füllgrad den gemessenen Füllgrad erreicht oder überschreitet. Damit wird sichergestellt, dass je nach Ergebnis der Fallunterscheidung, die sich auf einen Vergleich von gemessenem und berechnetem Füllgrad bzw. höchstem bis dato gemessenen und berechnetem Füllgrad bezieht, stets entweder der gemessene Füllgrad oder der berechnete Füllgrad angezeigt wird.
  • Ein separater Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Staubsauger an sich bekannter Art. Diese Steuerungsvorrichtung umfasst einen Speicher und eine Verarbeitungseinheit und in dem Speicher sind Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens oder seiner Ausgestaltungen wie hier oder nachfolgend beschrieben, gespeichert. Die Verarbeitungseinheit bewirkt im Betrieb, also bei Betrieb des Staubsaugers, durch Ausführung der Programmcodeanweisungen eine Ansteuerung der Füllgradanzeige gemäß der Erfindung oder einzelner oder mehrerer Ausgestaltungen.
  • Bevorzugt weist eine derartige Steuerungsvorrichtung Mittel zur Messung und Berechnung eines Füllgrads eines Staubauffangbehältnisses und Mittel zum Vergleich des gemessenen Füllgrads mit dem berechneten Füllgrad sowie Mittel zur Ansteuerung der Füllgradanzeige in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs auf. Die vorgenannten Mittel können in Software oder Hardware oder in Kombination von Software und Hardware realisiert sein. Als Mittel zum Vergleich von gemessenem Füllgrad und berechnetem Füllgrad kommen bei einer Implementierung in Software eine entsprechende Programmcodeanweisung und bei Implementierung in Hardware ein Komparator oder dergleichen in Betracht. Die Mittel zur Messung des Füllgrads umfassen auf Seiten der Steuerungsvorrichtung zumindest einen oder mehrere Eingänge, an dem oder an denen der Steuerungsvorrichtung gemessene Druckwerte oder ein gemessener Differenzdruckwert zuführbar ist. Weiterhin umfassen die Mittel zur Messung des Füllgrads auf Seiten der Steuerungsvorrichtung zumindest einen oder mehrere Eingänge, an dem oder an denen der Steuerungsvorrichtung gemessene Gebläseleistungswerte oder die kundenseitig eingestellte Gebläseleistung zuführbar sind. Bei den Eingängen kann es sich um Digital- oder Analogeingänge handeln, je nach Wahl der externen Sensorik. Die Steuerungsvorrichtung übernimmt dann die geeignete Aufbereitung und Verarbeitung des oder jedes erhaltenen Messwerts. Bei den Mitteln zur Ansteuerung der Füllgradanzeige handelt es sich zumindest um einen Ausgang der Steuerungsvorrichtung. Für einen solchen Ausgang kommt ein Digital- oder Analogausgang in Betracht. Die Steuerungsvorrichtung übernimmt insoweit in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs eine geeignete Aufbereitung des als Füllgrad auszugebenden Werts, nämlich entweder des berechneten Füllgrads oder des gemessenen Füllgrads.
  • Weiter bevorzugt ist für die Steuerungsvorrichtung vorgesehen, dass diese im Betrieb die Programmcodeanweisungen, also die Implementierung des Verfahrens in Software, zyklisch wiederkehrend ausführt. Dafür kann vorgesehen sein, dass die Programmcodeanweisungen innerhalb anderer evtl. im Speicher der Steuerungsvorrichtung ebenfalls hinterlegter Programmcodeanweisungen ein eigenständiges Unterprogramm bilden, das regelmäßig aufgerufen wird. Für diesen regelmäßigen Aufruf kann vorgesehen sein, dass dieser in den zyklischen Ablauf eines von der Steuerungsvorrichtung etwa ausgeführten Steuerungsprogramms zur Steuerung und/oder Überwachung anderer Funktionalitäten des Staubsaugers integriert ist. Es kann auch ein unabhängiger Aufruf dieses Unterprogramms vorgesehen sein, z. B. derart, dass sich der Aufruf des Unterprogramms aus dem kontinuierlichen Ablauf eines Zählers oder anhand einer Zeitinformation ergibt.
  • Die Erfindung betrifft in ihrer Gesamtheit auch einen Staubsauger mit einer Steuerungsvorrichtung wie hier oder nachfolgend beschrieben oder einen Staubsauger, bei dem das Verfahren, ggf. ergänzt und eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen, implementiert ist.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
  • Es zeigen
    • FIG 1
    einen schematisch vereinfachten Staubsauger,
    FIG 2 bis 5
    Graphen für Verläufe von theoretischen oder gemessenen Differenzdruckwerten und daraus resultierende Füllgrade sowie Graphen berechneter Füllgrade und
    FIG 6
    ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • FIG 1 zeigt einen schematisch extrem vereinfachten Staubsauger 10. Dieser umfasst in seiner auf die Darstellung der für die Erfindung relevanten Bestandteile reduzierten Form ein Gehäuse 12, ein Saugrohr 14, welches aus dem Gehäuse 12 herausragt, und zum Anschluss eines nicht dargestellten Staubsaugerschlauchs vorgesehen ist. Das Saugrohr 14 ragt in einen im Gehäuse 12 gebildeten Staubraum 16 und in dem Staubraum 16 befindet sich ein Staubauffangbehältnis 18, also z. B. ein Staubbeutel, eine Staubkassette oder allgemein ein luftdurchlässiges Staubauffangbehältnis. Ein Staubsaugermotor 20 ist bei einem sich bei Betrieb des Staubsaugers 10 ergebenden Luftstrom stromabwärts des Staubraums 16 angeordnet. Eine Sensorik zur Erfassung der Gebläseleistung oder der kundenseitigen Einstellung der Gebläseleistung ist an geeigneter Stelle angeordnet und liefert der Verarbeitungseinheit 26 die ermittelten Daten an einen dafür vorgesehen Eingang.
  • Der Staubsauger 10 umfasst weiterhin eine Füllgradanzeige 22, die zur Anzeige des Füllgrads des Staubauffangbehältnisses 18 vorgesehen ist und bei der der Füllgrad z. B., wie gezeigt, in Form eines Balkens oder sonst geeignete Art und Weise dargestellt werden kann. Die Füllgradanzeige 22 ist auf einer Außenseite des Gehäuses 12 des Staubsaugers 10 angeordnet, so dass die Füllgradanzeige 22 für einen Benutzer des Staubsaugers 10 ablesbar ist. Die Füllgradanzeige 22 kann auch als Staubbeutelwechselanzeige aufgefasst werden, derart, dass bei angezeigtem maximalen Füllgrad ein Wechsel des Staubauffangbehältnisses 18 erforderlich ist.
  • Die Füllgradanzeige 22 wird von einer evtl. auch noch für andere Funktionen des Staubsaugers 10 vorgesehenen Steuerungsvorrichtung 24 angesteuert. Diese umfasst eine Verarbeitungseinheit 26 nach Art eines Prozessors oder dergleichen und einen Speicher 28. In dem Speicher 28 sind unterschiedliche Speicherbereiche gebildet, z. B. ein erster Speicher zum Zwischenspeichern eines Messwerts, ein zweiter Speicher zum Speichern vorgegebener oder vorgebbarer Parameter und ein Speicherbereich, in dem ein Steuerungsprogramm 30 abgelegt ist, das in an sich bekannter Art und Weise Programmcodeanweisungen 32 umfasst und mittels der Verarbeitungseinheit 26 ausführbar ist. Dem Saugrohr 14 und einer dem Saugrohr 14 gegenüberliegenden Stelle im Staubraum 16 sind jeweils Druckmesssensoren 34, 36 zugeordnet, deren Messwerte der Steuerungsvorrichtung 24 an dafür vorgesehenen Eingängen zugeführt werden. Die Steuerungsvorrichtung 24 verfügt damit über Messwerte für die Druckverhältnisse an in Strömungsrichtung vor und hinter dem Staubauffangbehältnis 18 gelegenen Punkten. Daraus ergibt sich ein Differenzdruckwert, der entweder direkt der Steuerungseinheit 24 zugeführt wird oder innerhalb der Steuerungseinheit 24 aufgrund der gemessenen Druckwerte berechnet wird. In beiden Fällen wird hier und im Folgenden von diesem Differenzdruck als gemessenem Differenzdruck gesprochen.
  • Bisher ist es üblich, die Füllgradanzeige 22 auf Basis des gemessenen Differenzdrucks und der gemessenen Gebläseleistung anzusteuern, weil der gemessene Differenzdruck ein Maß für den Füllgrad des Staubauffangbehältnisses 18 ist. Entsprechend wird hier und im Folgenden der gemessene Differenzdruck auch als gemessener Füllgrad bezeichnet. Dies schließt ein, dass der gemessene Differenzdruck entweder unmittelbar oder nach weiteren Berechnungen für die Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 herangezogen wird.
  • FIG 2 zeigt einen Graph 38 für einen Verlauf einer idealen, theoretischen Differenzdruckmessung bei zunehmender Saugdauer. Die gezeigte Differenzdruckmessung ist also das Ergebnis einer Messung wie sie mit den beiden Sensoren 34, 36 (FIG 1) durchgeführt werden kann. Auf der Abszisse sind eine Staubmenge in Gramm und auf der Ordinate der Differenzdruck in Millibar abgetragen. Der gezeigte Graph 38 steigt kontinuierlich und stetig an und repräsentiert einen mit zunehmender Befüllung des Staubauffangbehältnisses 18 (FIG 1) einhergehenden Anstieg des Differenzdrucks. Der zu Anfang des dargestellten Graphen 38 niedrige und zu dessen Ende hohe Differenzdruck kann grundsätzlich zur Ansteuerung einer Füllgradanzeige 22 (FIG 1) herangezogen werden, derart, dass niedrige Differenzdrücke entsprechend zu einer geringen Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 und hohe Differenzdrücke zu einer stärkeren Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 führen.
  • Allerdings zeigt sich, dass in der Praxis der gemessene Differenzdruck deutlichen Schwankungen unterliegt und der gemessene Differenzdruck von dem in FIG 2 gezeigten theoretischen Verlauf abweicht. Ein Beispiel für einen gemessenen Differenzdruck ist in FIG 3 gezeigt, wobei der dort dargestellte Graph 40 in einem gleichen Koordinatensystem wie bei FIG 2 aufgetragen ist.
  • FIG 4 zeigt ein Füllgraddiagramm mit einem in Form einer durchgezogenen Linie gezeigten Graph 42, der einen optimalen Anzeigeverlauf repräsentiert und einem weiteren, in Form einer gestrichelten Linie gezeigten Graph 44, der einen Anzeigeverlauf nach dem Stand der Technik repräsentiert, also einem Anzeigeverlauf, wie er sich aus einer Differenzdruckmessung und den dabei beobachteten Schwankungen und Unstetigkeiten des Messwertverlaufs (FIG 3) ergibt. Auf der Abszisse des Füllgraddiagramms sind die Staubmenge in Gramm und auf der Ordinate der Anzeigewert in Prozent abgetragen.
  • Anhand der teilweise beträchtlichen Abweichungen zwischen der Füllgradanzeige nach dem Stand der Technik (Graph 44) und dem optimalen Anzeigeverlauf (Graph 42) lässt sich leicht erkennen, dass der angezeigte Füllgrad vom tatsächlichen Füllgrad teilweise deutlich abweichen kann und dass die Anzeige unter Umständen einen Benutzer sogar verwirren kann, etwa wenn nach Auffalten eines Staubbeutels als Staubauffangbehältnisses 18 der Differenzdruck stark zurückgeht und ein daraus abgeleiteter Füllgrad zur Anzeige gebracht wird (bei der Darstellung in FIG 4 z. B. bei einer Füllgradmenge von ca. 60 g).
  • Die Erfindung sieht zur Beseitigung oder Verringerung dieses Problems beim Stand der Technik vor, dass der Füllgrad des Staubauffangbehältnisses 18 gemessen und berechnet wird, dass mit der Füllgradanzeige 22 der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt und dass in die Berechnung des Füllgrads eine durch zumindest einen empirischen Wert beeinflusste Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit einfließt.
  • Für die nach dem Verfahren parallel mit der Berechnung des Füllgrads erfolgende Messung des Füllgrads kann eine Messung nach dem Stand der Technik (resultierende Darstellung in FIG 4 gezeigt; Graph 44) verwendet werden, die auf einer Differenzdruckmessung (FIG 3) und einer Gebläseleistungsmessung basiert. Die Berechnung des Füllgrads kann auf Basis einer Gleichung wie nachfolgend als Gleichung 1 eingeblendet erfolgen. In Gleichung 1 steht das Formelzeichen FB für "Füllgrad berechnet" oder "berechneter Füllgrad" und das Formelzeichen I für "Inkrement", wobei "Inkrement" hier als Kurzform für die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit verwendet wird.
  • Ein neuer berechneter Füllgrad ergibt sich also aus einem alten berechneten Füllgrad zzgl. einem sich aus der Anzeigefortschrittgeschwindigkeit ergebenden, mit einem Zeitintervall (Formelzeichen T) gewichteten Inkrement. FB neu % = FB alt % + I % / h × T h
    Figure imgb0001
  • Eine mögliche Berechnungsform der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ist nachfolgend als Gleichung 2 dargestellt. I % / h = GW % / h + ΔP - ΔP leer / ΔP voll - ΔP leer × 100 4 % / h
    Figure imgb0002
  • In Gleichung 2 bezeichnet das Formelzeichen GW einen hier und im Folgenden als Grundwert bezeichneten empirischen Wert, der die Dimension "% Füllgrad/Stunde" besitzt und einen Anteil der Kapazität des Staubauffangbehältnisses 18 bezeichnet, der pro Zeiteinheit, hier also pro Stunde Saugdauer, vom Benutzer des Staubsaugers 10 vollgesaugt wird. Ein bevorzugter Zahlenwert für den Grundwert GW sind Werte im Bereich von 10%/h, insbesondere 10%/h. Das Formelzeichen ΔP bezeichnet den mit den Sensoren 34, 36 (FIG 1) gemessenen Differenzdruck. Das Formelzeichen ΔPleer bezeichnet den Differenzdruckwert, der sich nach Einlegen eines leeren Staubauffangbehältnisses 18 eingestellt hat oder einstellt. Das Formelzeichen ΔPvoll beschreibt den Differenzdruckwert, der sich bei einem vollständig gefüllten Staubauffangbehältnis 18 einstellt. Beide Werte ΔPleer und ΔPvoll sind von einer am Staubsauger 10 einstellbaren Leistungsstufe abhängig und werden anhand von vorgegebenen oder vorgebbaren Parametern ermittelt, die aus einem im Speicher 28 (FIG 1) gebildeten zweiten Speicher ausgelesen werden, und zwar in Abhängigkeit von der am Staubsauger 10 eingestellten Leistungsstufe.
  • Aus Gleichung (2) ist ersichtlich, dass in die Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit (Formelzeichen I), der empirische Wert (Formelzeichen GW), ein gemessener Differenzdruck (Formelzeichen ΔP) und die aktuelle Gebläseleistung einfließen. Der berechnete Wert für die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Addition der beiden Summanden in Gleichung 2. Der zweite Summand ist ein Term, der bei zunehmender Saugdauer und damit einhergehender Erhöhung eines gemessenen Differenzdrucks (ΔP) zunehmend die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit bestimmt. Für kleine Differenzdrücke vereinfacht sich Gleichung 2 entsprechend zu der nachfolgend angegebenen Gleichung 3, wonach die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit im Wesentlichen mit dem empirischen Wert, also dem Grundwert, übereinstimmt. Durch Einsetzen dieser vereinfachten Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit in Gleichung 1 ergibt sich Gleichung 4 und mit dem besonders bevorzugten Wert von 10%/h für den Grundwert ergibt sich Gleichung 4.1. I % / h ≈ GW % / h
    Figure imgb0003
     FB neu % = FB alt % + GW % / h × T h
    Figure imgb0004
     FB neu % = FB alt % + 10 % / h × T h
    Figure imgb0005
  • Ein Graph zu der Funktion gemäß Gleichung 4 oder gemäß Gleichung 4.1 ergibt eine Gerade und anhand des in FIG 4 gezeigten optimalen Anzeigeverlaufs, der ebenfalls als Gerade dargestellt ist (Graph 42), ergibt sich, dass mit dieser Gleichung eine bereits weitgehende Übereinstimmung des berechneten Füllgrads mit dem optimalen Anzeigeverlauf erreicht ist.
  • Zur weiteren Verdeutlichung wird dazu auf FIG 5 verwiesen. In FIG 5 ist als fein gestrichelte Linie der Graph 46 eines Verlaufs einer Füllgradanzeige nach dem Stand der Technik (siehe auch FIG 4) gezeigt. Daneben ist der Graph 48 eines Anzeigeverlaufs mit dem Ansatz gemäß der Erfindung gezeigt. Im Anfangsbereich dieses Graphen 48 erkennt man, dass sich eine Gerade ergibt und diese Gerade resultiert aus den Zusammenhängen wie vorstehend anhand der Gleichungen 4 oder 4.1 erläutert. In FIG 5 ist abweichend von FIG 4 das Füllgraddiagramm auf der Abszisse nicht über einer Staubmenge in Gramm, sondern über einer Saugdauer in Stunden abgetragen. Der Abtrag über der Ordinate entspricht wie bei FIG 4 dem Anzeigewert in Prozent.
  • Bei zunehmender Saugdauer strebt der Quotient in Gleichung 2 gegen 1 (ΔP strebt gegen ΔPvoll) und es ergibt sich eine zunehmende Annäherung von Zähler und Nenner des Quotienten, so dass der Quotient insgesamt gegen 1 geht. Für große Differenzdrücke, also nahe der Kapazität des Staubauffangbehältnisses 18, vereinfacht sich Gleichung 2 zu der nachfolgend angegebenen Gleichung 5 oder für den bevorzugten Grundwert von 10%/h entsprechend zu Gleichung 5.1. Mit Gleichung 1 und Gleichung 5.1 ergibt sich für die Berechnung des Füllgrads Gleichung 6 und anhand der Größe des dabei eingesetzten Inkrements ist leicht nachvollziehbar, dass der berechnete Füllgrad bei dieser Situation sehr stark ansteigt. I % / h ≈ GW % / h + 1 × 100 4 % / h ≈ GW % / h + 100.000.000 % / h
    Figure imgb0006
     I % / h ≈ 100.000.010 % / h
    Figure imgb0007
     FB neu % = FB alt % + 100.000.010 % / h × T h
    Figure imgb0008
  • Auswirkungen dieser formelmäßigen Zusammenhänge werden nachfolgend weiter anhand von FIG 5 erläutert. Bei der Darstellung in FIG 5 ist für den Zeitpunkt von 4,5 Std. Saugdauer ein Übergang von der Berechnung des Füllgrads von zunächst anhand Gleichung 4.1 zu sodann anhand Gleichung 6 vorgesehen. In der Praxis vollzieht sich normalerweise ein kontinuierlicher Übergang und der diskontinuierliche Übergang ist hier im Wesentlichen für einfache Verhältnisse bei der Darstellung anhand von FIG 5 gewählt. Man erkennt in FIG 5 an dem gestrichelten Graphen 48 für den berechneten Füllgrad dessen starke Steigung, die sich aufgrund des großen Inkrements 1004 ergibt.
  • Noch nicht erläutert wurde der Zusammenhang zwischen dem Graphen 48 für den berechneten Füllgrad (gestrichelte Linie) und einem Graphen 50 für einen bis dato größten Wert für einen gemessenen Füllgrad (durchgezogene Linie). Der bis dato größte gemessene Füllgrad ergibt sich anhand des gemessenen Füllgrads (Graph 46). Wenn der gemessene Füllgrad unter einen bis dato höchsten gemessenen Wert abfällt, bleibt der Wert des Graphen 50 für den bis dato höchsten gemessenen Füllgrad konstant, so lange, bis zu einem späteren Zeitpunkt wieder höhere Füllgrade gemessen werden. Der Zusammenhang zwischen den dargestellten Graphen 46, 48, 50 und den zugrunde liegenden Messwerten und evtl. daraus resultierenden, gespeicherten Werten besteht darin, dass mit der Füllgradanzeige 22 der berechnete Füllgrad (Graph 48) angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads (Graph 46) verbleibt. Zumindest bis zu einem Zeitpunkt von knapp unterhalb 1,5 Std. Saugdauer ist für die Verhältnisse in FIG 5 dann ein Anzeigeverlauf nach Art des optimalen Anzeigeverlaufs (FIG 4) erreicht. Damit wird vermieden, dass der sich bei neu eingelegtem Staubbeutel üblicherweise ergebende starke Anstieg des Differenzdrucks den angezeigten Füllgrad verfälscht. Damit nicht, wie in FIG 5, etwa ab einem Zeitpunkt von knapp unterhalb von 1,5 Std. Saugdauer ein sinkender gemessener Differenzdruck den Anzeigewert verfälscht, ist für eine bevorzugte Ausführungsform des Ansatzes gemäß der Erfindung vorgesehen, dass mit der Füllgradanzeige 22 der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb eines höchsten bis dato gemessenen Füllgrads (Graph 50) verbleibt. Dies führt zu einer Anzeige entsprechend dem optimalen Anzeigeverlauf bis zu einer Saugdauer von hier 3,0 Stunden. Zu diesem Zeitpunkt wird beim dargestellten Beispiel mit dem berechneten Füllgrad der Wert des höchsten bis dato gemessenen Füllgrads erreicht. Die für die Auswahl des berechneten Füllgrads zur Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 vorgesehene Fallunterscheidung ist nicht mehr erfüllt und es wird der höchste bis dato gemessene Füllgrad angezeigt. Sobald die Fallunterscheidung, die den berechneten Füllgrad zur Anzeige auswählt, nicht mehr erfüllt ist, wird die Berechnung des Füllgrads unterbrochen; ein neuer berechneter Füllgrad nach Gleichung (1) oder der jeweiligen Vereinfachungen wird also nicht mehr ermittelt, so dass der zuletzt berechnete Füllgrad quasi konserviert wird. In der Darstellung ab einem Zeitpunkt von ca. 3,5 Std. Saugdauer ergibt sich wieder eine Erhöhung des gemessenen Füllgrads und mit einem kontinuierlich ansteigenden gemessenen Füllgrad steigt entsprechend auch der bis dato höchste gemessene Füllgrad. Die Fallunterscheidung für die Auswahl des berechneten Füllgrads zur Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 ist damit wieder erfüllt. Die Berechnung des Füllgrads entsprechend Gleichung (1) oder ihrer Vereinfachungen wird fortgesetzt, so dass sich wieder ein gradliniger Verlauf bei der Zunahme des angezeigten Füllgrads ergibt. Die Unstetigkeit im Verlauf des Graphen 48 für den berechneten Füllgrad bei einer Saugdauer von ca. 4,5 Std. war bereits erläutert worden und dieser ergibt sich aus dem für die Darstellung zum Erreichen einfacher Verhältnisse zugrunde gelegten Übergang von einer Berechnung des Füllgrads auf Basis von Gleichung (4.1) unterhalb des Zeitpunkts von 4,5 Std. Saugdauer und einer Berechnung des Füllgrads auf Basis von Gleichung (6) oberhalb des Zeitpunkts von 4,5 Std. Saugdauer. In der Praxis vollzieht sich der Übergang zwischen beiden Gleichungen kontinuierlich, d. h. die Berechnung des Füllgrads erfolgt anhand der Zusammenhänge gemäß Gleichung (1) und Gleichung (2).
  • FIG 6 zeigt zur Veranschaulichung der Abläufe bei der Ausführung des Verfahrens ein vereinfachtes Flussdiagramm. Eine Umsetzung des Flussdiagramms in entsprechende Programmcodeanweisungen ist eine Implementierung des Verfahrens in Software und durch die Ausführung solcher Programmcodeanweisungen durch die Verarbeitungseinheit 26 (FIG 1) der Steuerungsvorrichtung 24 (FIG 1) wird das Verfahren ausgeführt.
  • Zu Beginn des Verfahrens wird überprüft (Block 52) ob ein berechneter Füllgrad unterhalb eines gemessenen Füllgrads liegt. Diese Überprüfung wird hier als Fallunterscheidung bezeichnet. Der für die Überprüfung dargestellte Block 52 realisiert die Fallunterscheidung. Wenn bei der ersten Ausführung des Verfahrens noch kein gemessener Füllgrad vorliegt, beginnt das Verfahren mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Startwert für den gemessenen Füllgrad.
  • In Abhängigkeit vom Ergebnis der Fallunterscheidung erfolgt eine Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 (FIG 1). Und zwar wird zur Ansteuerung der Füllgradanzeige (Block 54) der berechnete Füllgrad verwendet, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads liegt, solange die Fallunterscheidung also erfüllt ist. Sodann erfolgt (Block 56) eine Fortsetzung der Berechnung des Füllgrads und zwar nach den Gleichungen (1) und (2) oder deren Vereinfachungen. Damit ist das Verfahren bei erfüllter Fallunterscheidung unterbrochen und bei einem neuen Aufruf z.B. eines das Verfahren implementierenden Unterprogramms, einer Task oder dergleichen wird das Verfahren fortgesetzt. Ein solcher Aufruf kann in einem festen Zeitraster oder aus einem regelmäßig ausgeführten hierarchisch übergeordneten Programmteil erfolgen.
  • Wenn die Fallunterscheidung (Block 52) nicht erfüllt ist, wenn also der berechnete Füllgrad den gemessenen Füllgrad erreicht oder überschreitet, wird der gemessene Füllgrad zur Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 verwendet (Block 58). Mit der Ansteuerung der Füllgradanzeige 22 auf Basis des gemessenen Füllgrads ist das Verfahren unmittelbar unterbrochen und es erfolgt z.B. auch keine erneute Ermittlung des berechneten Füllgrads. Der letzte berechnete Füllgrad bleibt auf diese Weise erhalten bis die Fallunterscheidung wieder erfüllt ist und eine entsprechende Verzweigung (Aufruf der Blöcke 54, 56) erfolgt.
  • Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird als Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers 10 eine verbesserte Ansteuerung einer Füllgradanzeige 22 angegeben, die auf einem gemessenen und einem berechneten Wert für einen Füllgrad eines Staubauffangbehältnisses 18 beruht, wobei mit der Füllgradanzeige 22 der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt und wobei in die Berechnung des Füllgrads eine durch zumindest einen empirischen Wert beeinflusste Anzeigefortschrittgeschwindigkeit einfließt, die z.B. bei deutlich über den theoretischen Werten für einen momentanen Füllgrad liegenden Werten für einen gemessenen Füllgrad zu einer allmählichen, also im Wesentlichen linearen, Erhöhung des berechneten Füllgrads führt.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers (10) mit einer Füllgradanzeige (22) für ein Staubauffangbehältnis (18),
    wobei ein Füllgrad des Staubauffangbehältnisses (18) gemessen und berechnet wird, wobei mit der Füllgradanzeige (22) der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des gemessenen Füllgrads verbleibt und
    wobei in die Berechnung des Füllgrads eine durch zumindest einen empirischen Wert beeinflusste Anzeigefortschrittgeschwindigkeit einfließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messung des Füllgrads auf einer Druckmessung, insbesondere einer Differenzdruckmessung basiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Messung des Füllgrads zusätzlich auf einer Gebläseleistungsmessung oder eines von der Gebläseleistung abhängigen Signals basiert.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mit der Füllgradanzeige (22) der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb eines höchsten bis dato gemessenen Füllgrads verbleibt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    wobei eine kontinuierliche Aktualisierung des gemessenen Füllgrads erfolgt und der gemessene Füllgrad als höchster bis dato gemessener Füllgrad in einen ersten Speicher übernommen wird, wenn der gemessene Füllgrad den Wert eines bisherigen Inhalts des ersten Speichers überschreitet und
    wobei mit der Füllgradanzeige (22) der berechnete Füllgrad angezeigt wird, solange der berechnete Füllgrad unterhalb des Inhalts des ersten Speichers verbleibt.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei der empirische Wert und ein gemessener Differenzdruck in eine Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit einfließen und
    wobei die Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit einen Term berücksichtigt, der bei zunehmender Saugdauer und damit einhergehender Erhöhung eines gemessenen Differenzdrucks zunehmend die Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit bestimmt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Term, der bei steigendem Differenzdruck zunehmend das Ergebnis der Berechnung der Anzeigefortschrittsgeschwindigkeit bestimmt, von dem gemessenen Differenzdruck und sodann von einem Differenzdruckwert jeweils für ein leeres und ein volles Staubauffangbehältnis (18) abhängig ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Werte für den Differenzdruckwert jeweils für ein leeres und einen volles Staubauffangbehältnis (18) anhand von vorgegebenen oder vorgebbaren Parametern ermittelt werden und wobei die vorgegebenen oder vorgebbaren Parameter aus einem zweiten Speicher ausgelesen werden und zwar in Abhängigkeit von einer am Staubsauger eingestellten Leistungsstufe.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mit der Füllgradanzeige (22) der gemessene Füllgrad angezeigt wird, wenn der berechnete Füllgrad ein nächster bis dato gemessener Füllgrad erreicht oder überschreitet.
  10. Steuerungsvorrichtung für einen Staubsauger (10) mit einem Speicher (28) und einer Verarbeitungseinheit (26), wobei in dem Speicher (28) Programmcodeanweisungen (32) zur Implementierung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche gespeichert sind und wobei die Verarbeitungseinheit (26) im Betrieb bei Ausführung der Programmcodeanweisungen (32) eine Ansteuerung einer Füllgradanzeige (22) bewirkt.
  11. Steuerungsvorrichtung mit Mitteln zur Messung und Berechnung eines Füllgrads eines Staubauffangbehältnisses (18) und Mitteln zum Vergleich des gemessenen Füllgrads mit dem berechneten Füllgrad und Mitteln zur Ansteuerung der Füllgradanzeige (22) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs.
  12. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, die im Betrieb die Programmcodeanweisungen (32) zyklisch wiederkehrend ausführt.
  13. Staubsauger mit einer Steuerungsvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
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