EP3355755A1 - Batteriebetriebene reinigungsvorrichtung und verfahren zum betreiben derselben - Google Patents

Batteriebetriebene reinigungsvorrichtung und verfahren zum betreiben derselben

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Publication number
EP3355755A1
EP3355755A1 EP15777646.9A EP15777646A EP3355755A1 EP 3355755 A1 EP3355755 A1 EP 3355755A1 EP 15777646 A EP15777646 A EP 15777646A EP 3355755 A1 EP3355755 A1 EP 3355755A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cleaning device
charging
unit
batteries
current path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15777646.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schütz
Timo GUTTENKUNST
Gerhard Vorholzer
Attila Orban
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alfred Kaercher SE and Co KG
Original Assignee
Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Kaercher SE and Co KG filed Critical Alfred Kaercher SE and Co KG
Publication of EP3355755A1 publication Critical patent/EP3355755A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0025—Sequential battery discharge in systems with a plurality of batteries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4002—Installations of electric equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L11/4002—Installations of electric equipment
    • A47L11/4005—Arrangements of batteries or cells; Electric power supply arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device, comprising an electrical consumption unit, at least two batteries, one of these with the consumption unit electrically connecting discharge circuit and a control unit for driving the discharge circuit, wherein the batteries are connected in parallel.
  • the invention relates to a method for operating a cleaning device.
  • the operation of a cleaning device by means of batteries offers the advantage that the user is independent of the connection of the cleaning device to a power supply network and thereby the range of action of the cleaning device is increased. It is desirable in this case that the duration of use of the cleaning device is as long as possible in order to process cleaning tasks as quickly as possible and with the least possible number of interruptions to replace or recharge the batteries.
  • a possible failure of the cleaning device is to be avoided. Such a failure is due, for example, to the fact that batteries of different types are used and / or that batteries have different states of charge and / or aging. Batteries can be used which have an internal intrinsic safety device which is intended to prevent excessively high discharge currents (and / or charging currents) as well as any excessive temperature of the batteries associated therewith.
  • batteries are considered to be all types of electrical energy storage, of which the consumption unit can be provided with an electrical charge in the discharge operation.
  • the batteries are especially rechargeable, i. H. Accumulators.
  • Li-ion or lead batteries can be used.
  • the batteries may have internal intrinsic safety which may be effective during discharging and / or charging of the battery.
  • the object of the present invention is to provide a generic cleaning device and a method for operating a cleaning device in which the usefulness of the cleaning device for a user is increased and, if possible, the operational reliability of the cleaning device is increased.
  • This object is achieved according to the invention in a cleaning device of the type mentioned that in the discharge operation of the cleaning device a characteristic is reflected and the discharge circuit of the control unit is controlled so that a respective Entladestrompfad for the respective battery, in which the consumption unit is connected, can be selectively switched or blocked via at least one electrical switching element.
  • the discharge circuit in particular the respective at least one switching element in the respective discharge current path, can be selectively controlled by the control unit in the discharge operation of the cleaning device.
  • the control unit Based on the determination of the value of the characteristic can be determined, as the state of charge of the respective battery. This reflects the value associated with the battery and is also called the characteristic of the battery. net.
  • the control unit can decide whether a respective battery can be switched on or off, ie. H. the respective discharge current path can be selectively enabled or disabled. This offers in particular the advantage that the disconnection and / or blocking of discharge current paths can be effected by a discharge circuit arranged externally to the batteries.
  • the danger mentioned in the introduction can be prevented, for example, that different types of batteries, charging and / or aging states of the batteries cause self-shutdown of the batteries by an internal intrinsic safety.
  • the provision of the external, controllable discharge circuit therefore allows the cleaning device, regardless of the type of battery, to operate from the state of charge and / or aging and thus independently of the previous history of the batteries.
  • This advantageously makes it possible to use batteries of different types, for example from different manufacturers.
  • the exchange of batteries is simplified, it is convenient not to replace each battery in order to maintain the safe operation of the cleaning device. Any expense for the certification of batteries for use in the cleaning device may be omitted.
  • the handling of the cleaning device and the operational safety of the same for the operator are increased.
  • the enabling and / or locking depending on the value of the characteristic also includes that an existing activation or an existing blocking of the corresponding Entladestrompfades is maintained.
  • the parameter can be determined periodically. For example, the determination of the characteristic takes place in the rhythm of a few milliseconds or seconds.
  • a discharge current of the respective battery in the discharge current path can be determined as a parameter.
  • a terminal voltage of the respective battery can be determined as a characteristic.
  • a respective discharge current path can be disconnected if the value of the characteristic variable of the corresponding battery exceeds a minimum value.
  • the minimum value can be preset or predefinable.
  • the unlocking above the minimum value is particularly advantageous if the batteries have significantly different states of charge. In this case, for example, one battery may first be discharged by disconnecting the corresponding discharge current path, whereas the second battery is not discharged by blocking the other discharge current path. If both batteries have approximately the same state of charge after discharging the first-mentioned battery, the initially blocked discharge current path can also be disconnected and both batteries can be operated in parallel.
  • Entladestrompfad is lockable when the value of the characteristic falls below the minimum value.
  • the consumption unit can be controlled by the control unit to take a high-power operation or to take a low-power operation, in which the power consumption of the consumption unit is lower than in high-power operation.
  • the current drawn by the consuming unit which must be provided via the discharge current paths, is higher in high power operation than in low power operation.
  • the activation of the consumption unit can be switched from the high-performance mode to the low-power mode or vice versa, if necessary. This ensures that the batteries are not overloaded in high power operation, which could result in internal shutdown of the batteries. The reliability of the cleaning device is thereby increased.
  • the high-performance operation can be taken to increase the cleaning effect of the cleaning device.
  • the consumption unit can be controlled during commissioning of the cleaning device to take high-power operation.
  • the consumption unit is preferably drivable for taking the Nieder elaboratesbe- operation, if at least one of the following conditions is met:
  • the value of the characteristic of at least one battery exceeds a maximum value.
  • both cases mentioned above it can be ensured, for example, that a high discharge current does not flow in one of the discharge current paths by taking up the low-power operation, which could result in a shutdown of the battery by the internal self-protection. It can be provided that both conditions mentioned above are to be fulfilled cumulatively in order to enable the intake of the low-power operation.
  • the consumption unit starting from the low-power operation, can be activated to take the high-power operation if the values of the characteristic variables of the batteries deviate from one another by a difference which is at most as great as the minimum difference. The benefit for the user is thereby increased by increasing the cleaning performance.
  • the cleaning device has an indication unit, via which a user can be signaled the intake of the low-power operation and / or the high-power operation.
  • the reference unit which can preferably be activated by the control unit, can in particular be constructed optically or acoustically and can comprise an image display (display) or lighting elements indicating the respective operation.
  • the at least one switching element of each discharge current path comprises, for example, a transistor which is capable of releasing the respective discharge current path. is switchable in a release state and to lock the respective discharge current to a blocking state.
  • transistors for example MOSFETs are used.
  • the transistor may include an internal body diode.
  • the transistor When the discharge operation is started, the transistor can assume a blocking state and the respective discharge current path can be blocked. Nevertheless, a discharge current can initially flow via the internal body diode, on the basis of which the value of the discharge current is determined as a parameter. If this is above the aforementioned minimum value, the transistor can be switched to the enable state and the discharge current path can be enabled.
  • two transistors are connected in the respective discharge current path, wherein each one transistor in the discharge operation of the cleaning device permanently assumes a release state.
  • the transistors are connected in series, but preferably with opposite polarity to each other.
  • Such a discharge circuit proves to be advantageous, for example, when the charging circuit explained below is additionally used in the cleaning device.
  • the batteries are rechargeable batteries and if the cleaning device has a charging unit electrically connected to the batteries via a charging circuit. This allows the batteries to be charged in the cleaning device. It is not necessary to remove the batteries.
  • the charging circuit is preferably controllable by the control unit.
  • a respective charge state of the batteries reflectable characteristic variable is determined in the charging mode and if the charging circuit is controlled by the control unit so that depending on the result of the determination of a respective charging current path for the respective battery via at least one electrical switching element optionally unlockable or is lockable. Accordingly, as with unloading, this can be done based on the invention. As a result of the determination in the charging mode, a respective charging current path can be selectively opened or closed. Excessively high charging currents, which could lead to a shutdown of batteries with internal intrinsic safety, can thus be avoided.
  • the discharge circuit and the charging circuit are at least partially identical.
  • Components such as electrical switching elements can be used both in the discharge circuit and in the charging circuit.
  • the characteristic variable during charging operation can be determined periodically, for example in the millisecond or second rhythm.
  • a charging current of the respective battery in the charging current path can be determined during charging operation.
  • a terminal voltage of the respective battery is determined.
  • a safety circuit is used to detect whether the respective battery provides a charge release. In the absence or omission of charge release, preferably the respective charging current path is permanently blocked via the at least one switching element, in order to avoid disturbance of the cleaning device.
  • a respective charging current path can preferably be disconnected if the value of the characteristic variable during charging exceeds a minimum value.
  • the charging unit can be controlled by the control unit to assume a high-power charging mode and to assume a low-power charging mode in which a charging current which can be supplied by the charging unit is lower than in the high-power charging mode.
  • This allows for example too Avoid exposing the battery to an excessively high charging current when using the high-power charging mode, which could result in the battery being shut down by an internal intrinsic safety device.
  • the low-power charging mode can be adopted in order to avoid an excessively high charging current.
  • the charging unit can be activated, for example, when the charging operation is started to take the low-power charging mode.
  • the charging unit can be controlled to take the high-power charging mode if at least one of the following conditions is met:
  • the value of the characteristic of at least one battery is in charging mode below a limit value.
  • the high-performance charging mode can be used for accelerated charging.
  • it can be checked whether the value of the characteristic value of at least one battery is below the limit value in order to avoid an excessive charging current. It can be provided that the above-mentioned conditions are to be fulfilled cumulatively in order to enable the intake of the high-performance mode.
  • the charging unit is preferably drivable starting from the high-power charging mode for taking the low-power charging mode when the value of the characteristic variable in the charging operation of at least one battery is greater than the limit value.
  • An excessive charging current for a battery can be avoided by adopting the low-power charging mode. It can be provided that a switch to the low-power charging mode only occurs when the value of the parameter exceeds a maximum value which is greater than the limit value.
  • the cleaning device has an indication unit, via which a user can be signaled the intake of the low-power charge mode and / or the high-power charge mode.
  • the reference unit may in particular be the reference unit already mentioned above.
  • At least one switching element of each charging current path comprises, for example, a transistor which is switchable to enable the respective charging current path in a release state and to lock the respective charging current path in a blocking state.
  • the transistors can be controlled by the control unit.
  • the transistors are MOSFETs.
  • the transistor may include an internal body diode. It can be provided that when the charging operation starts, the transistor first assumes a blocking state for blocking the charging current path. About the body diode can still flow a charging current, which is examined as a parameter in terms of its value. Depending on the value of the charging current, the transistor can be switched to enable the charging current path in the enable state.
  • each one transistor permanently assumes a release state in the charging operation of the cleaning device.
  • the transistors are connected in series in the respective charging current path, in which case they may be connected in particular in opposite polarity.
  • the transistor permanently engaging the enable state is the electrical switching element of the discharge circuit which can be switched in the discharge mode as a function of the characteristic variable.
  • the consumption unit preferably comprises or is at least one drive motor for a suction unit or a cleaning tool. Accordingly, the cleaning device may in particular be a suction device.
  • An advantageous cleaning device is a floor cleaning device, in particular a scrubbing machine or a sweeper.
  • the invention also relates to a method.
  • the above object is achieved by a method according to the invention for operating a cleaning device of the aforementioned type, wherein in the unloading operation of the cleaning device a respective state of charge of the batteries reflecting characteristic is determined and the discharge circuit is controlled by the control unit so that depending on the result of the determination a respective discharge current path for the respective battery into which the consumption unit is connected is selectively enabled or disabled via at least one electrical switching element.
  • Figure 1 schematically a cleaning device according to the invention for
  • Figure 2 an advantageous embodiment of the cleaning device for
  • FIG. 1 shows an occupied by the reference numeral 10 advantageous embodiment of a cleaning device according to the invention.
  • the cleaning device 10 is illustrated only schematically by a dashed line, and FIG. 1 shows a circuit 12 comprised by the cleaning device 10, to the extent necessary for the understanding of the present invention.
  • the cleaning device 10 shown by way of example in FIG. 1 is, for example, a suction device such as a vacuum cleaner, a scrubber or a sweeper.
  • FIG. 2 shows, by way of example, an advantageous embodiment of a cleaning device according to the invention, designated by the reference numeral 14.
  • the cleaning device 14 is configured as a scrubbing machine 16 according to the invention.
  • the explanations given below with reference to FIG. 1 also apply to the scrubbing machine 16 shown in FIG. 2, which has the components shown in FIG.
  • the cleaning device 10 comprises an electrically powered consumption unit 18.
  • the consumption unit 18 is designed as a drive motor 20 for a suction unit 22 or a cleaning tool of the cleaning device 10.
  • the cleaning device 10 includes two or more batteries.
  • the batteries 24, 26 are connected in parallel via the circuit 12.
  • the circuit 12 comprises a discharge circuit 28 which has two discharge current paths 30, 32.
  • the battery 24 is connected to the drive motor 20 via the discharge current path 30.
  • the battery 26 is connected to the drive motor 20.
  • each Entladestrompfad 30, 32 at least one controllable electrical switching element is connected, with which the respective Entladestrompfad 30, 32 can be selectively enabled or disabled.
  • the respective switching element can assume a release state or a blocking state.
  • switching elements are connected in series in each discharge current path 30, 32.
  • the switching elements are each identified by the reference numeral 34 in the drawing.
  • the switching elements 34 are configured as transistors, in particular MOSFETs, especially p-channel self-blocking MOSFETs.
  • the MOSFETs have a respective internal body diode.
  • the letters D Drain, S Source, G Gate and BD denote the respective internal body diode of a transistor.
  • the respective reverse polarity of the transistors within the circuit 12 is also apparent.
  • a respective switching element 34 of the discharge circuit 28 can be controlled by a control unit 36 of the cleaning device 10.
  • the control unit 36 the respective gate G of a transistor for receiving the enable state turn conductive or turn off to take the blocking state.
  • a control line 38 symbolizes the coupling of the control unit 36 with the gate terminals.
  • a transistor 40 is connected and this subsequently in series a transistor 42.
  • the transistors 40, 42 are arranged opposite to each other poled.
  • a measuring element 44 is connected in the discharge current path 30. Via the measuring element 44, a characteristic associated with the state of charge of the battery 24 can be determined.
  • Via signal line 46, the control unit 36 a signal in this regard can be provided.
  • the parameter is a discharge current which flows from the battery 24 through the discharge current path 30 to the drive motor 20.
  • Transistors 48 and 50 are oppositely poled.
  • a measuring element 52 is connected in the discharge current path 32. With the measuring element 52, a characteristic associated with the state of charge of the battery 26 can be determined and the control unit 36 via a signal line 54, a respective signal can be provided.
  • a discharge current is used which flows from the battery 26 through the discharge current path 32 to the drive motor 20.
  • the control unit 36 is coupled to the drive motor 20 via a control line 56.
  • the drive motor 20 can be controlled by the control unit 36.
  • the drive motor 20 may assume a high-power operation and a low-power operation. In low power operation, the power consumption of the drive motor 20 is lower than in high power operation, with the drive motor 20 drawing a reduced current. In high-performance operation, the drive motor 20 and thus the suction unit 22 are operated at higher power. As a result, the cleaning performance of the cleaning device 10 is increased. In practice, when the cleaning device 10 is put into practice, the drive motor 20 draws approximately 25 A current in high-power operation, for example approximately 15 A in low-power operation.
  • control unit 36 is coupled to a reference unit 60 of the cleaning device 10.
  • the reference unit 60 is, for example, an optical reference unit.
  • the pointing unit 60 may comprise an image display, for example a display and / or lighting elements.
  • the cleaning device 10 further comprises a charging unit 62 for charging the batteries 24, 26.
  • the charging unit 62 is coupled to the control unit 36 via a control line 64.
  • the charging unit 62 is in particular controllable by the control unit 36 for taking in a low-power charging mode or a high-power charging mode. In low-power charging mode, a lower charging current is provided than in high-power charging mode.
  • charging currents of approximately 20 A are provided in the high-power charging mode and approximately 10 A in the low-power charging mode, with a charging voltage of approximately 24 V.
  • the cleaning device 10 has a charging circuit 66 as part of the circuit 12. About the charging circuit 66, the batteries 24, 26 are connected in parallel with the charging unit 62. A first charging current path 68 connects the charging unit 62 to the battery 24. A second charging current path 70 connects the charging unit 62 to the battery 26.
  • the discharge circuit 28 and the charging circuit 66 are presently advantageously identical in part.
  • the charging current paths 68, 70 have a respective first portion 72 and a respective second portion 74.
  • the first portion 72 connects the charging unit 62 to the respective discharge current path 30 or 32 between the transistors 40 and 42 and between the transistors 48 and 50, respectively second section 74 connects to the first section 72 and extends to the respective battery 24 or 26th
  • at least one switching element 34 of the discharge circuit 66 is connected, which is controllable by the control unit 36.
  • the respective charging current path 68 or 70 can be selectively enabled or disabled.
  • a transistor 76 In the charging path 68 is connected as a switching element 34, a transistor 76 and this in series, the transistor 40 is connected. Transistors 76 and 40 are oppositely poled. For example, upstream of the transistor 76, a measuring element 78 is connected in the charging current path 68. With the measuring element 78, a characteristic associated with the state of charge of the battery 34 can be determined and the control unit 36 via a signal line 80, a respective signal can be provided.
  • the characteristic here is a charging current which flows from the charging unit 62 through the charging current path 68 to the battery 24.
  • a switching element 34 is connected in the charging current path 70, configured as a transistor 82.
  • the transistor 82 is connected downstream of the transistor 48 is connected in the charging current path 70, wherein the transistors 48 and 82 are arranged oppositely poled to each other.
  • a measuring element 84 is further connected, for example upstream of the transistor 82. The measuring element 84 can be used to determine a parameter associated with the state of charge of the battery 26 and to provide a signal in this regard via a signal line 86 of the control unit 36.
  • the characteristic here is a charging current which flows from the charging unit 62 through the charging current path 70 to the battery 26.
  • the control unit 36 may, depending on the result of the determination of the respective parameter in the discharge operation and in the charging operation of the cleaning device 10, the transistors 40, 42, 48, 50, 76 and 82 in the respective release or blocking state to selectively enable or disable the discharge current paths 30, 32 or the charging current paths 68, 70.
  • Discharge currents and charging currents can be measured quasi-continuously, periodically, for example in the millisecond or second interval.
  • control unit 36 controls the drive motor 20 to take the high-power operation.
  • the transistor 40 In the discharge operation, first the transistor 40 is in the blocking state and the transistor 42 is in the release state. In a corresponding manner, first the transistor 48 is in the off state and the transistor 50 is in the release state. The transistors 42 and 50 remain in the unloading permanently in the release state.
  • Transistors 76 and 82 are in the off state.
  • the blocking of the transistors 76 and 82 has the particular advantage that any compensation currents between the batteries 24 and 26, when the transistors 40, 48 are enabled, via the transistors 76 and 82 can be avoided.
  • the respective discharge current in the discharge current paths 30, 32 is determined via the measuring elements 44, 52. This is possible because the transistors 42 and 50 are disconnected and a current flow is possible via the internal body diodes BD of the transistors 40 and 48 operated in the forward direction. The value of the parameter, d. H. the respective discharge current can be evaluated. Depending on the respective discharge current, the control unit 36 controls the transistors 40 and 48 to enable the discharge current paths 30, 32.
  • the respective transistor 40, 48 is only enabled when a corresponding discharge current is determined, which is above a minimum value. In a corresponding manner, it is provided that the respective transistor 40, 48 is blocked when the corresponding discharge current falls below the minimum value.
  • the terminal voltage of the batteries 24, 26 may be for example 24 V.
  • the minimum value for the respective discharge current is for example about 1 A.
  • the drive motor 20 is energized. If both transistors 40, 48 are enabled, the drive motor 20 can be energized in parallel by the batteries 24, 26 with energy. In high-performance operation, the full power of the drive motor 20 can be used for a high cleaning effect.
  • the discharge currents are examined as to whether they exceed a maximum value. If a respective discharge current is greater than a maximum value, for example approximately 25 A, the control unit 36 activates the drive motor 20 to assume the low-power operation.
  • discharge currents in the discharge current paths 30, 32 deviate from one another by a minimum difference, for example by approximately 20 A.
  • the intake of the low-power operation serves to avoid that such a high discharge current flows via the corresponding discharge current path 30 or 32, which causes a disconnection of the battery 24 or 26.
  • internal intrinsic safety An undesirable failure of the cleaning device 10 is thereby prevented.
  • the control unit 36 can drive the drive motor 20 to take the high-power operation. This is the case, in particular, when the discharge currents deviate from one another only by a difference that is at most as great as the minimum difference mentioned above. In an implementation of the cleaning device 10, this difference, in which is switched back to the high-power operation, for example, about 5 A.
  • the taking of the low power operation or the high power operation may be indicated to an operator at the pointing unit 60.
  • An advantage of the cleaning device 10 is that the reliability of the cleaning device 10 and its user-friendliness are increased by the discharge circuit 28 provided externally to the batteries 24, 26.
  • batteries 24, 26 can be used.
  • batteries of a mixed type for example Li-ion or lead-acid batteries
  • batteries with or without internal intrinsic safety for example Li-ion or lead-acid batteries
  • discharge currents can effectively prevent the batteries 24, 26 from being shut down due to internal intrinsic safety, if any.
  • the more heavily charged battery 24, 26 is discharged first by the corresponding discharge current 30, 32 is enabled and the other discharge current 30.32 is blocked.
  • both batteries 24, 26 can be discharged and the drive motor 20 fed in parallel.
  • control unit 36 initially activates the charging unit 62 for taking up the low-power charging mode.
  • the transistor 76 first assumes a blocking state in the charging current path 68 and the transistor 40 assumes a release state. Similarly, in the charging current path 70, the transistor 82 assumes a blocking state and the transistor 48 a release state. During the charging operation, the transistors 40, 48 remain in the enable state.
  • the transistors 42, 50 remain in the blocking state during the charging operation. This prevents that any compensation currents between the batteries 24, 26 can flow during the charging operation via the transistors 42, 50 and the at least one cleaning tool or cleaning unit remains locked in the loading mode.
  • a respective charging current can flow via the internal body diodes BD of the transistors 76, 82 operated in the forward direction.
  • the charging current can be determined as a parameter on the state of charge of the batteries 24, 26.
  • the control unit 36 may selectively enable and disable the transistors 76, 82.
  • a respective charging current path 68, 70 is only enabled when the corresponding charging current exceeds a minimum value. In a corresponding manner, it is provided that the respective charging current path 68, 70 is blocked when the charging current falls below the minimum value.
  • the minimum value for example, about 1 A, above which the transistors 76, 82 are enabled.
  • both transistors 76, 82 are activated, both batteries 24, 26 can be charged in parallel with the same charging current.
  • the control unit 36 may drive the charging unit 62 to take the high-power charging mode when the charging currents deviate from each other by less than a maximum difference (for example, about 3 A). In addition, it can be checked whether a respective charging current is below a limit value, for example about 8 A.
  • the charging currents are checked for exceeding the limit value.
  • the limit value of 8 A the low-power charge mode is only assumed again when at least one charge current is greater than approximately 15 A.
  • the taking of the low-power charging mode or the high-power charging mode may be symbolized to a user at the notification unit 60.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung, umfassend eine elektrische Verbrauchseinheit (18), mindestens zwei Batterien (24, 26), eine diese mit der Verbrauchseinheit (18) elektrisch verbindende Entladeschaltung (28) und eine Steuereinheit (36) zum Ansteuern der Entladeschaltung (28), wobei die Batterien (24, 26) parallel zueinander geschaltet sind. Um eine derartige Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, bei der der Nutzen der Reinigungsvorrichtung für einen Benutzer gesteigert und nach Möglichkeit die Betriebssicherheit der Reinigungsvorrichtung erhöht ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung (10; 14)eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien (24, 26) widerspiegelnde Kenngröße ermittelbar ist und dass die Entladeschaltung (28) von der Steuereinheit (36) so ansteuerbar ist, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Entladestrompfad (30, 32) für die jeweilige Batterie (24, 26), in den die Verbrauchseinheit (18) geschaltet ist, über mindestens ein elektrisches Schaltelement (34) wahlweise freischaltbar oder sperrbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung.

Description

BATTERIEBETRIEBENE REINIGUNGSVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DERSELBEN
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung, umfassend eine elektrische Verbrauchseinheit, mindestens zwei Batterien, eine diese mit der Verbrauchseinheit elektrisch verbindende Entladeschaltung und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Entladeschaltung, wobei die Batterien parallel zueinander geschaltet sind.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung .
Der Betrieb einer Reinigungsvorrichtung mittels Batterien bietet den Vorteil, dass der Benutzer unabhängig vom Anschluss der Reinigungsvorrichtung an ein Energieversorgungsnetz ist und dadurch der Aktionsradius der Reinigungsvorrichtung vergrößert ist. Wünschenswert ist es dabei, dass die Einsatzdauer der Reinigungsvorrichtung so lange wie möglich ist, um Reinigungsaufgaben so zügig wie möglich und mit einer möglichst geringen Anzahl von Unterbrechungen zum Tausch oder Aufladen der Batterien abzuarbeiten. Ein möglicher Ausfall der Reinigungsvorrichtung ist zu vermeiden. Ein derartiger Ausfall ist beispielsweise darauf zurückzuführen, dass Batterien unterschiedlichen Typs eingesetzt werden und/oder dass Batterien unterschiedliche Lade- und/oder Alterungszustände aufweisen. Es können Batterien zum Einsatz kommen, die eine interne Eigensicherung aufweisen, die zu hohe Entladeströme (und/oder Ladeströme) sowie eine eventuell damit verbundene überhöhte Temperatur der Batterien verhindern soll. Dabei besteht jedoch das Risiko, dass bei Eingriff der Eigensicherung eine an sich noch hohe Ladung aufweisende Batterie sicherheitshalber intern abgeschaltet wird, was zu einem Ausfall der Reinigungsvorrichtung führen würde. Als problematisch erweist es sich auch, dass speziell bei Batterien unterschiedlichen Typs, Lade- und/oder Alterungszustandes Ausgleichsströme zwischen den Batterien fließen können. Die der Verbrauchs- einheit bereitstellbare Leistung ist dadurch vermindert, und der Betrieb der Reinigungsvorrichtung wird beeinträchtigt.
Als Batterien werden vorliegend alle Arten elektrischer Energiespeicher angesehen, von denen der Verbrauchseinheit eine elektrische Ladung im Entladebetrieb bereitgestellt werden kann. Die Batterien sind insbesondere wiederauf- ladbar, d. h. Akkumulatoren. Hierbei können beispielsweise Li-Ionen-oder Bleibatterien zum Einsatz kommen. Die Batterien können eine interne Eigensicherung aufweisen, die beim Entladen und/oder beim Laden der Batterie wirksam werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, bei der bzw. mit dem der Nutzen der Reinigungsvorrichtung für einen Benutzer gesteigert und nach Möglichkeit die Betriebssicherheit der Reinigungsvorrichtung erhöht ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien widerspiegelnde Kenngröße ermittelbar ist und dass die Entladeschaltung von der Steuereinheit so ansteuerbar ist, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Entladestrompfad für die jeweilige Batterie, in den die Verbrauchseinheit geschaltet ist, über mindestens ein elektrisches Schaltelement wahlweise frei- schaltbar oder sperrbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Entladeschaltung, insbesondere das jeweilige mindestens eine Schaltelement in dem jeweiligen Entladestrompfad, von der Steuereinheit im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung selektiv angesteuert werden kann. Anhand der Ermittlung des Wertes der Kenngröße kann festgestellt werden, wie der Ladezustand der jeweiligen Batterie ist. Dies spiegelt der Wert mit der Batterie verknüpften Kenngröße wider und wird auch als Kenngröße der Batterie bezeich- net. Abhängig von dem Wert der Kenngröße kann die Steuereinheit entscheiden, ob eine jeweilige Batterie zugeschaltet oder abgeschaltet werden kann, d . h. der jeweilige Entladestrompfad kann wahlweise freigeschaltet oder gesperrt werden. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass das Freischalten und/oder Sperren von Entladestrompfaden durch eine extern zu den Batterien angeordnete Entladeschaltung erfolgen kann. Dadurch kann der eingangs erwähnten Gefahr vorgebeugt werden, dass beispielsweise unterschiedliche Batterietypen, Lade- und/oder Alterungszustände der Batterien eine Selbstabschaltung der Batterien durch eine interne Eigensicherung bewirken. Das Vorsehen der externen, ansteuerbaren Entladeschaltung erlaubt es daher, die Reinigungsvorrichtung unabhängig vom Typ der Batterie, vom Lade- und/oder Alterungszustand und damit unabhängig von der Vorgeschichte der Batterien zu betreiben. Dies erlaubt es vorteilhafterweise, Batterien unterschiedlichen Typs einzusetzen, zum Beispiel auch von unterschiedlichen Herstellern. Der Tausch von Batterien wird vereinfacht, es sind günstigerweise nicht jeweils alle Batterien zu tauschen, um den sicheren Betrieb der Reinigungsvorrichtung aufrechtzuerhalten. Etwaige Aufwände für die Zertifizierung von Batterien zur Verwendung in der Reinigungsvorrichtung können entfallen. Die Handhabung der Reinigungsvorrichtung und die Betriebssicherheit derselben für den Bedie- ner werden erhöht.
Es versteht sich, dass das Freischalten und/oder das Sperren abhängig vom Wert der Kenngröße auch umfasst, dass eine bestehende Freischaltung bzw. eine bestehende Sperrung des entsprechenden Entladestrompfades aufrechterhalten wird.
Günstig ist es, wenn die Kenngröße periodisch ermittelbar ist. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der Kenngröße im Rhythmus von einigen Millisekunden oder Sekunden.
In der Praxis erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Kenngröße ein Entlade- strom der jeweiligen Batterie im Entladestrompfad ermittelbar ist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass als Kenngröße eine Klemmenspannung der jeweiligen Batterie ermittelbar ist.
Von Vorteil ist es, wenn ein jeweiliger Entladestrompfad freischaltbar ist, wenn der Wert der Kenngröße der entsprechenden Batterie einen Mindestwert überschreitet. Der Mindestwert kann vorgegeben oder vorgebbar sein. Das Freischalten oberhalb des Mindestwertes ist insbesondere von Vorteil, wenn die Batterien deutlich unterschiedliche Ladezustände aufweisen. In diesem Fall kann zum Beispiel zunächst eine Batterie durch Freischalten des entsprechenden Entladestrompfades entladen werden, wohingegen die zweite Batterie durch Sperren des anderen Entladestrompfades nicht entladen wird. Weisen beide Batterien nach Entladen der erstgenannten Batterie ungefähr denselben Ladezustand auf, kann auch der zunächst gesperrte Entladestrompfad freigeschaltet und beide Batterien parallel betrieben werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Entladestrompfad sperrbar ist, wenn der Wert der Kenngröße den Mindestwert unterschreitet.
Günstig ist es, wenn die Verbrauchseinheit von der Steuereinheit zur Einnahme eines Hochleistungsbetriebs oder zur Einnahme eines Niederleistungsbe- triebs ansteuerbar ist, in dem die Leistungsaufnahme der Verbrauchseinheit geringer ist als im Hochleistungsbetrieb. Insbesondere ist der von der Verbrauchseinheit gezogene Strom, der über die Entladestrompfade bereitgestellt werden muss, im Hochleistungsbetrieb höher als im Niederleistungsbetrieb. Durch die Ansteuerung der Verbrauchseinheit kann abhängig vom Ergebnis der Ermittlung des jeweiligen Wertes der Kenngrößen bei Bedarf vom Hochleistungsbetrieb in den Niederleistungsbetrieb oder umgekehrt geschaltet werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Batterien im Hochleistungsbetrieb nicht überlastet werden, was eine interne Abschaltung der Batterien nach sich ziehen könnte. Die Betriebssicherheit der Reinigungsvorrichtung wird dadurch erhöht. Umgekehrt kann der Hochleistungsbetrieb eingenommen werden, um die Reinigungswirkung der Reinigungsvorrichtung zu steigern. Beispielsweise ist die Verbrauchseinheit bei Inbetriebnahme der Reinigungsvorrichtung zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuerbar.
Die Verbrauchseinheit ist vorzugsweise zur Einnahme des Niederleistungsbe- triebs ansteuerbar, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
die Werte der Kenngrößen weichen voneinander um eine Mindestdifferenz ab;
der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie überschreitet einen Maximalwert.
In beiden vorstehend genannten Fällen kann beispielsweise sichergestellt werden, dass durch Einnahme des Niederleistungsbetriebs nicht in einem der Entladestrompfade ein so hoher Entladestrom fließt, dass dies eine Abschaltung der Batterie durch die interne Eigensicherung zur Folge haben könnte. Es kann vorgesehen sein, dass beide vorstehend genannten Bedingungen kumulativ zu erfüllen sind, um die Einnahme des Niederleistungsbetriebs zu ermöglichen.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Verbrauchseinheit ausgehend vom Niederleistungsbetrieb zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuerbar ist, wenn die Werte der Kenngrößen der Batterien voneinander um eine Differenz abweichen, die maximal so groß ist wie die Mindestdifferenz. Der Nutzen für den Benutzer wird dadurch durch Steigerung der Reinigungsleistung erhöht.
Günstigerweise weist die Reinigungsvorrichtung eine Hinweiseinheit auf, über die einem Benutzer die Einnahme des Niederleistungsbetriebs und/oder des Hochleistungsbetriebs signalisierbar ist. Die von der Steuereinheit vorzugsweise ansteuerbare Hinweiseinheit kann insbesondere optisch oder akustisch ausgebildet sein und eine Bildanzeige (Display) oder den jeweiligen Betrieb anzeigende Leuchtelemente umfassen.
Das mindestens eine Schaltelement jedes Entladestrompfades umfasst zum Beispiel einen Transistor, der zum Freigeben des jeweiligen Entladestrompfa- des in einen Freigabezustand und zum Sperren des jeweiligen Entladestrompfades in einen Sperrzustand schaltbar ist. Als Transistoren kommen beispielsweise MOSFETs zum Einsatz.
Der Transistor kann eine interne Bodydiode umfassen. Bei Aufnahme des Entladebetriebes kann der Transistor einen Sperrzustand einnehmen und der jeweilige Entladestrompfad gesperrt sein. Über die interne Bodydiode kann zunächst dennoch ein Entladestrom fließen, anhand dessen als Kenngröße der Wert des Entladestroms ermittelt wird. Liegt dieser oberhalb des vorstehend genannten Mindestwertes, kann der Transistor in den Freigabezustand geschaltet und der Entladestrompfad freigegeben werden.
Bei einer vorteilhaften Umsetzung der Reinigungsvorrichtung sind in den jeweiligen Entladestrompfad zwei Transistoren geschaltet, wobei je ein Transistor im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung dauerhaft einen Freigabezustand einnimmt. Die Transistoren sind in Serie geschaltet, jedoch vorzugsweise mit entgegengesetzter Polung zueinander. Eine derartige Entladeschaltung erweist sich zum Beispiel dann als vorteilhaft, wenn die nachfolgend erläuterte Ladeschaltung zusätzlich bei der Reinigungsvorrichtung zum Einsatz kommt.
Günstig ist es, wenn die Batterien wiederaufladbare Batterien sind und wenn die Reinigungsvorrichtung eine mit den Batterien über eine Ladeschaltung elektrisch verbundene Ladeeinheit aufweist. Dadurch können die Batterien in der Reinigungsvorrichtung geladen werden. Ein Entnehmen der Batterien ist nicht erforderlich. Die Ladeschaltung ist vorzugsweise von der Steuereinheit ansteuerbar.
Von Vorteil ist es, wenn im Ladebetrieb eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien widerspiegelnde Kenngröße ermittelbar ist und wenn die Ladeschaltung von der Steuereinheit so ansteuerbar ist, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Ladestrompfad für die jeweilige Batterie über mindestens ein elektrisches Schaltelement wahlweise freischaltbar oder sperrbar ist. Entsprechend wie beim Entladen kann dadurch basierend auf dem Er- gebnis der Ermittlung im Ladebetrieb selektiv ein jeweiliger Ladestrompfad geöffnet oder geschlossen werden. Übermäßig hohe Ladeströme, die ein Abschalten von Batterien mit interner Eigensicherung nach sich ziehen könnten, können dadurch vermieden werden.
Günstigerweise sind die Entladeschaltung und die Ladeschaltung zumindest teilweise identisch. Komponenten wie zum Beispiel elektrische Schaltelemente können sowohl in der Entladeschaltung als auch in der Ladeschaltung zum Einsatz kommen.
Vorteilhafterweise ist die Kenngröße im Ladebetrieb periodisch ermittelbar, zum Beispiel im Millisekunden- oder Sekundenrhythmus.
Als Kenngröße kann im Ladebetrieb insbesondere ein Ladestrom der jeweiligen Batterie im Ladestrompfad ermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Klemmenspannung der jeweiligen Batterie ermittelt wird.
Kommen Batterien mit interner Eigensicherung zum Einsatz, kann vorgesehen sein, dass über eine Sicherheitsschaltung erfasst wird, ob die jeweilige Batterie eine Ladefreigabe erteilt. Bei fehlender oder entfallender Ladefreigabe wird vorzugsweise der jeweilige Ladestrompfad über das mindestens eine Schaltelement dauerhaft gesperrt, um eine Störung der Reinigungsvorrichtung zu vermeiden.
Ein jeweiliger Ladestrompfad ist vorzugsweise freischaltbar, wenn der Wert der Kenngröße im Ladebetrieb einen Mindestwert überschreitet.
Günstig ist es, wenn die Ladeeinheit von der Steuereinheit zur Einnahme eines Hochleistungslademodus und zur Einnahme eines Niederleistungslademodus ansteuerbar ist, in dem ein von der Ladeeinheit bereitstellbarer Ladestrom geringer ist als im Hochleistungslademodus. Dies erlaubt es zum Beispiel zu vermeiden, dass eine Batterie bei Einnahme des Hochleistungslademodus mit einem übermäßig hohen Ladestrom beaufschlagt wird, der eine Abschaltung der Batterie durch eine interne Eigensicherung nach sich ziehen könnte. Stattdessen kann abhängig vom Wert der entsprechenden Kenngröße im Ladebetrieb der Niederleistungslademodus eingenommen werden, um einen übermäßig hohen Ladestrom zu vermeiden.
Die Ladeeinheit ist beispielsweise bei Aufnahme des Ladebetriebs zur Einnahme des Niederleistungslademodus ansteuerbar.
Günstig ist es, wenn die Ladeeinheit zur Einnahme des Hochleistungslademodus ansteuerbar ist, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
die Werte der Kenngrößen im Ladebetrieb weichen um weniger als eine Maximaldifferenz voneinander ab;
der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie liegt im Ladebetrieb unterhalb eines Grenzwertes.
Ist die Abweichung der Ladezustände der Batterien verhältnismäßig gering, so dass die Werte der Kenngrößen um weniger als die Maximaldifferenz voneinander abweichen, kann zum beschleunigten Laden der Hochleistungslademodus eingenommen werden. Sicherheitshalber kann überprüft werden, ob der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie unterhalb des Grenzwertes liegt, um einen übermäßigen Ladestrom zu vermeiden. Es kann vorgesehen sein, dass die vorstehend genannten Bedingungen kumulativ zu erfüllen sind, um die Einnahme des Hochleistungsmodus zu ermöglichen.
Die Ladeeinheit ist vorzugsweise ausgehend vom Hochleistungslademodus zur Einnahme des Niederleistungslademodus ansteuerbar, wenn der Wert der Kenngröße im Ladebetrieb zumindest einer Batterie größer ist als der Grenzwert. Ein übermäßiger Ladestrom für eine Batterie kann dadurch vermieden werden, indem der Niederleistungslademodus eingenommen wird . Es kann vorgesehen sein, dass ein Umschalten in den Niederleistungslademodus erst erfolgt, wenn der Wert der Kenngröße einen Maximalwert überschreitet, der größer ist als der Grenzwert.
Günstigerweise weist die Reinigungsvorrichtung eine Hinweiseinheit auf, über die einem Benutzer die Einnahme des Niederleistungslademodus und/oder des Hochleistungslademodus signalisierbar ist. Bei der Hinweiseinheit kann es sich insbesondere um die bereits vorstehend genannte Hinweiseinheit handeln.
Mindestens ein Schaltelement jedes Ladestrompfades umfasst zum Beispiel einen Transistor, der zum Freigeben des jeweiligen Ladestrompfades in einen Freigabezustand und zum Sperren des jeweiligen Ladestrompfades in einen Sperrzustand schaltbar ist. Die Transistoren können von der Steuereinheit angesteuert werden. Beispielsweise sind die Transistoren MOSFETs.
Der Transistor kann eine interne Bodydiode umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass bei Aufnahme des Ladebetriebs der Transistor zunächst einen Sperrzustand zum Sperren des Ladestrompfades einnimmt. Über die Bodydiode kann dennoch ein Ladestrom fließen, der als Kenngröße hinsichtlich seines Wertes untersucht wird . Abhängig vom Wert des Ladestromes kann der Transistor zum Freischalten des Ladestrompfades in den Freigabezustand geschaltet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass in den jeweiligen Ladestrompfad zwei Transistoren geschaltet sind, wobei je ein Transistor im Ladebetrieb der Reinigungsvorrichtung dauerhaft einen Freigabezustand einnimmt. Dies ist zum Beispiel dann von Vorteil, wenn die Entladeschaltung und die Ladeschaltung zumindest teilweise identisch sind . Die Transistoren sind im jeweiligen Ladestrompfad in Serie geschaltet, wobei sie insbesondere in entgegengesetzter Polung geschaltet sein können. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der dauerhaft den Freigabezustand einnehmende Transistor das im Entladebetrieb abhängig von der Kenngröße schaltbare elektrische Schaltelement der Entladeschaltung . Die Verbrauchseinheit umfasst oder ist vorzugsweise mindestens ein(en) Antriebsmotor für ein Saugaggregat oder ein Reinigungswerkzeug . Dementsprechend kann die Reinigungsvorrichtung insbesondere ein Sauggerät sein.
Eine vorteilhafte Reinigungsvorrichtung ist eine Bodenreinigungsvorrichtung, insbesondere eine Schrubbmaschine oder eine Kehrmaschine.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren.
Die eingangs genannte Aufgabe wir durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung der vorstehend genannten Art gelöst, wobei im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien widerspiegelnde Kenngröße ermittelt wird und die Entladeschaltung von der Steuereinheit so angesteuert wird, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Entladestrompfad für die jeweilige Batterie, in den die Verbrauchseinheit geschaltet ist, über mindestens ein elektrisches Schaltelement wahlweise freigeschaltet oder gesperrt wird.
Die unter Einsatz der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung erzielbaren Vorteile, die bereits erwähnt wurden, können unter Ausübung des Verfahrens ebenfalls erzielt werden. Diesbezüglich kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Erläuterungen verwiesen werden.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, so dass auch diesbezüglich auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden kann.
Die nachfolgende Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung . Es zeigen : Figur 1 : schematisch eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zur
Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei eine von der Reinigungsvorrichtung umfasste Schaltung teilweise dargestellt ist; und
Figur 2 : eine vorteilhafte Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung zur
Ausübung des Verfahrens, wobei die Reinigungsvorrichtung als Schrubbmaschine ausgestaltet ist.
Figur 1 zeigt eine mit dem Bezugszeichen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung 10 ist nur schematisch anhand einer gestrichelten Linie dargestellt, und die Figur 1 zeigt eine von der Reinigungsvorrichtung 10 umfasste Schaltung 12, soweit für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich. Die in Figur 1 beispielhaft gezeigte Reinigungsvorrichtung 10 ist beispielsweise ein Sauggerät wie etwa ein Staubsauger, eine Schrubbmaschine oder eine Kehrmaschine.
Figur 2 zeigt beispielhaft eine mit dem Bezugszeichen 14 belegte vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung . Die Reinigungsvorrichtung 14 ist ausgestaltet als erfindungsgemäße Schrubbmaschine 16. Die nachfolgend unter Verweis auf Figur 1 gemachten Erläuterungen gelten auch für die in Figur 2 dargestellte Schrubbmaschine 16, welche die in Figur 1 dargestellten Komponenten aufweist.
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 10 umfasst eine elektrisch gespeiste Verbrauchseinheit 18. Die Verbrauchseinheit 18 ist ausgestaltet als Antriebsmotor 20 für ein Saugaggregat 22 oder ein Reinigungswerkzeug der Reinigungsvorrichtung 10.
Zum Bereitstellen elektrischer Energie für den Antriebsmotor 20 umfasst die Reinigungsvorrichtung 10 zwei oder mehr Batterien. Vorliegend sind zwei Bat- terien 24, 26 in Figur 1 dargestellt. Die Batterien 24, 26 sind über die Schaltung 12 parallel zueinander geschaltet.
Die Schaltung 12 umfasst eine Entladeschaltung 28, die zwei Entladestrompfade 30, 32 aufweist. Über den Entladestrompfad 30 ist die Batterie 24 mit dem Antriebsmotor 20 verbunden. Über den Entladestrompfad 32 ist die Batterie 26 mit dem Antriebsmotor 20 verbunden .
In jeden Entladestrompfad 30, 32 ist mindestens ein ansteuerbares elektrisches Schaltelement geschaltet, mit dem der jeweilige Entladestrompfad 30, 32 wahlweise freigeschaltet oder gesperrt werden kann. Das jeweilige Schaltelement kann dabei einen Freigabezustand bzw. einen Sperrzustand einnehmen.
Vorliegend ist vorgesehen, dass in jeden Entladestrompfad 30, 32 zwei Schaltelemente in Serie geschaltet sind . Die Schaltelemente sind in der Zeichnung jeweils mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet.
Bei der Reinigungsvorrichtung 10 sind die Schaltelemente 34 ausgestaltet als Transistoren, insbesondere MOSFETs, speziell p-Kanal selbstsperrende MOS- FETs. Die MOSFETs weisen eine jeweilige interne Bodydiode auf. In der Zeichnung kennzeichnen die Buchstaben D Drain, S Source, G Gate und BD die jeweilige interne Bodydiode eines Transistors. Dadurch geht auch die jeweilige Verpolung der Transistoren innerhalb der Schaltung 12 hervor.
Ein jeweiliges Schaltelement 34 der Entladeschaltung 28 ist von einer Steuereinheit 36 der Reinigungsvorrichtung 10 ansteuerbar. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 36 das jeweilige Gate G eines Transistors zur Einnahme des Freigabezustandes leitend schalten oder zur Einnahme des Sperrzustandes sperrend schalten. Eine Steuerleitung 38 symbolisiert die Kopplung der Steuereinheit 36 mit den Gate-Anschlüssen. In den Entladestrompfad 30 ist ein Transistor 40 geschaltet und diesem nachfolgend in Serie ein Transistor 42. Die Transistoren 40, 42 sind entgegengesetzt zueinander gepolt angeordnet. Beispielsweise dem Transistor 42 nachfolgend ist ein Messelement 44 in den Entladestrompfad 30 geschaltet. Über das Messelement 44 kann eine mit dem Ladezustand der Batterie 24 verknüpfte Kenngröße ermittelt werden. Über eine Signalleitung 46 kann der Steuereinheit 36 ein diesbezügliches Signal bereitgestellt werden.
Die Kenngröße ist vorliegend ein Entladestrom, der von der Batterie 24 durch den Entladestrompfad 30 zum Antriebsmotor 20 fließt.
Entsprechendes gilt für den Entladestrompfad 32, in den ein Transistor 48 und diesem in Serie nachfolgend ein Transistor 50 geschaltet ist. Die Transistoren 48 und 50 sind entgegengesetzt zueinander gepolt angeordnet. Beispielsweise dem Transistor 50 nachfolgend ist ein Messelement 52 in den Entladestrompfad 32 geschaltet. Mit dem Messelement 52 kann eine mit dem Ladezustand der Batterie 26 verknüpfte Kenngröße ermittelt und der Steuereinheit 36 über eine Signalleitung 54 ein diesbezügliches Signal bereitgestellt werden.
Als Kenngröße kommt vorliegend ein Entladestrom zum Einsatz, der von der Batterie 26 durch den Entladestrompfad 32 zum Antriebsmotor 20 fließt.
Die Steuereinheit 36 ist mit dem Antriebsmotor 20 über eine Steuerleitung 56 gekoppelt. Dadurch ist der Antriebsmotor 20 von der Steuereinheit 36 ansteuerbar. Insbesondere kann der Antriebsmotor 20 abhängig vom Signal der Steuereinheit 36 einen Hochleistungsbetrieb einnehmen und einen Niederleis- tungsbetrieb. Im Niederleistungsbetrieb ist die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 20 geringer als im Hochleistungsbetrieb, wobei der Antriebsmotor 20 einen verringerten Strom zieht. Im Hochleistungsbetrieb werden der Antriebsmotor 20 und damit das Saugaggregat 22 mit höherer Leistung betrieben. Dadurch wird die Reinigungsleistung der Reinigungsvorrichtung 10 erhöht. Bei einer Umsetzung der Reinigungsvorrichtung 10 in der Praxis zieht der Antriebsmotor 20 im Hochleistungsbetrieb zum Beispiel ungefähr 25 A Strom, im Niederleistungsbetrieb beispielsweise ca. 15 A.
Über eine Steuerleitung 58 ist die Steuereinheit 36 mit einer Hinweiseinheit 60 der Reinigungsvorrichtung 10 gekoppelt. Die Hinweiseinheit 60 ist beispielswe- se eine optische Hinweiseinheit. Die Hinweiseinheit 60 kann eine Bildanzeige umfassen, beispielsweise ein Display und/oder Leuchtelemente.
Die Reinigungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine Ladeeinheit 62 zum Laden der Batterien 24, 26. Über eine Steuerleitung 64 ist die Ladeeinheit 62 mit der Steuereinheit 36 gekoppelt. Die Ladeeinheit 62 ist insbesondere von der Steuereinheit 36 zum Einnehmen eines Niederleistungslademodus oder eines Hochleistungslademodus ansteuerbar. Im Niederleistungslademodus wird ein geringerer Ladestrom bereitgestellt als im Hochleistungslademodus.
In der Praxis sind beispielsweise Ladeströme von ca. 20 A im Hochleistungslademodus und ungefähr 10 A im Niederleistungslademodus vorgesehen, bei einer Ladespannung von ca. 24 V.
Die Reinigungsvorrichtung 10 weist als Bestandteil der Schaltung 12 eine Ladeschaltung 66 auf. Über die Ladeschaltung 66 sind die Batterien 24, 26 parallel mit der Ladeeinheit 62 verschaltet. Ein erster Ladestrompfad 68 verbindet die Ladeeinheit 62 mit der Batterie 24. Ein zweiter Ladestrompfad 70 verbindet die Ladeeinheit 62 mit der Batterie 26.
Die Entladeschaltung 28 und die Ladeschaltung 66 sind vorliegend günstigerweise teilweise identisch. Die Ladestrompfade 68, 70 weisen einen jeweiligen ersten Abschnitt 72 auf und einen jeweiligen zweiten Abschnitt 74. Der erste Abschnitt 72 verbindet die Ladeeinheit 62 mit dem jeweiligen Entladestrompfad 30 oder 32 zwischen den Transistoren 40 und 42 bzw. zwischen den Transistoren 48 und 50. Der zweite Abschnitt 74 schließt sich an den ersten Abschnitt 72 an und erstreckt sich bis zur jeweiligen Batterie 24 bzw. 26. Auch in die jeweiligen Ladestrom pfade 68 und 70 ist mindestens ein Schaltelement 34 der Entladeschaltung 66 geschaltet, das von der Steuereinheit 36 ansteuerbar ist. Dadurch kann der jeweilige Ladestrompfad 68 oder 70 wahlweise freigeschaltet oder gesperrt werden.
In den Ladestrompfad 68 ist als Schaltelement 34 ein Transistor 76 und diesem in Reihe nachgeschaltet der Transistor 40 geschaltet. Die Transistoren 76 und 40 sind entgegengesetzt zueinander gepolt angeordnet. Beispielsweise dem Transistor 76 vorgelagert ist ein Messelement 78 in den Ladestrompfad 68 geschaltet. Mit dem Messelement 78 kann eine mit dem Ladezustand der Batterie 34 verknüpfte Kenngröße ermittelt und der Steuereinheit 36 über eine Signalleitung 80 ein diesbezügliches Signal bereitgestellt werden.
Die Kenngröße ist vorliegend ein Ladestrom, der von der Ladeeinheit 62 durch den Ladestrompfad 68 zur Batterie 24 fließt.
In entsprechender Weise ist in den Ladestrompfad 70 ein Schaltelement 34 geschaltet, ausgestaltet als Transistor 82. Dem Transistor 82 nachgelagert ist der Transistor 48 in den Ladestrompfad 70 geschaltet, wobei die Transistoren 48 und 82 entgegengesetzt zueinander gepolt angeordnet sind . In den Ladestrompfad 70 ist ferner ein Messelement 84 geschaltet, beispielsweise dem Transistor 82 vorgelagert. Mit dem Messelement 84 kann eine mit dem Ladezustand der Batterie 26 verknüpfte Kenngröße ermittelt werden und über eine Signalleitung 86 der Steuereinheit 36 ein diesbezügliches Signal bereitgestellt werden.
Die Kenngröße ist vorliegend ein Ladestrom, der von der Ladeeinheit 62 durch den Ladestrompfad 70 zur Batterie 26 fließt.
Die Steuereinheit 36 kann abhängig vom Ergebnis der Ermittlung der jeweiligen Kenngröße im Entladebetrieb und im Ladebetrieb der Reinigungsvorrichtung 10 die Transistoren 40, 42, 48, 50, 76 und 82 in den jeweiligen Freigabe- oder Sperrzustand schalten zum selektiven Freigeben oder Sperren der Entladestrompfade 30, 32 oder der Ladestrompfade 68, 70.
Entladeströme und Ladeströme können quasi-kontinuierlich, periodisch gemessen werden, beispielsweise im Millisekunden- oder Sekunden-Intervall.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Reinigungsvorrichtung 10 erläutert, wobei zunächst auf einen Entladebetrieb der Batterien 24, 26 eingegangen wird, wie er beim Arbeitseinsatz der Reinigungsvorrichtung 10 vorliegt.
Bei Aufnahme des Entladebetriebs der Reinigungsvorrichtung 10, d . h. deren Inbetriebnahme, kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 36 den Antriebsmotor 20 zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuert.
Im Entladebetrieb ist zunächst der Transistor 40 im Sperrzustand und der Transistor 42 im Freigabezustand . In entsprechender Weise ist zunächst der Transistor 48 im Sperrzustand und der Transistor 50 im Freigabezustand . Die Transistoren 42 und 50 verbleiben im Entladebetrieb dauerhaft im Freigabezustand .
Die Transistoren 76 und 82 sind im Sperrzustand . Das Sperren der Transistoren 76 und 82 hat insbesondere den Vorteil, dass etwaige Ausgleichsströme zwischen den Batterien 24 und 26, wenn die Transistoren 40, 48 freigeschaltet werden, über die Transistoren 76 und 82 vermieden werden können.
Es wird zunächst der jeweilige Entladestrom in den Entladestrompfaden 30, 32 über die Messelemente 44, 52 ermittelt. Dies ist dadurch möglich, dass die Transistoren 42 und 50 freigeschaltet sind und über die in Durchlassrichtung betriebenen internen Bodydioden BD der Transistoren 40 und 48 ein Strom- fluss möglich ist. Der Wert der Kenngröße, d . h. der jeweilige Entladestrom kann ausgewertet werden. Abhängig vom jeweiligen Entladestrom steuert die Steuereinheit 36 die Transistoren 40 und 48 zur Freigabe der Entladestrompfade 30, 32 an.
Insbesondere wird der jeweilige Transistor 40, 48 nur freigeschaltet, wenn ein entsprechender Entladestrom ermittelt wird, der oberhalb eines Mindestwertes liegt. In entsprechender Weise ist vorgesehen, dass der jeweilige Transistor 40, 48 gesperrt wird, wenn der entsprechende Entladestrom den Mindestwert unterschreitet.
Bei einer Umsetzung der Reinigungsvorrichtung 10 in der Praxis kann die Klemmenspannung der Batterien 24, 26 beispielsweise 24 V betragen. Der Mindestwert für den jeweiligen Entladestrom beträgt beispielsweise ungefähr 1 A.
Über jeden freigeschalteten Entladestrompfad 30, 32 wird der Antriebsmotor 20 mit Energie beaufschlagt. Sind beide Transistoren 40, 48 freigeschaltet, kann der Antriebsmotor 20 parallel von den Batterien 24, 26 mit Energie beaufschlagt werden. Im Hochleistungsbetrieb kann die volle Leistung des Antriebsmotors 20 für eine hohe Reinigungswirkung genutzt werden.
Allerdings werden die Entladeströme dahingehend untersucht, ob sie einen Maximalwert überschreiten. Ist ein jeweiliger Entladestrom größer als ein Maximalwert, beispielsweise ungefähr 25 A, steuert die Steuereinheit 36 den Antriebsmotor 20 zur Einnahme des Niederleistungsbetriebs an.
Entsprechendes gilt, wenn die Entladeströme in den Entladestrompfaden 30, 32 voneinander um eine Mindestdifferenz abweichen, beispielsweise um ungefähr 20 A.
In beiden Fällen dient die Einnahme des Niederleistungsbetriebs dazu zu vermeiden, dass über den entsprechenden Entladestrompfad 30 oder 32 ein so hoher Entladestrom fließt, der eine Abschaltung der Batterie 24 oder 26 auf- grund interner Eigensicherung nach sich ziehen könnte. Ein unerwünschter Ausfall der Reinigungsvorrichtung 10 wird dadurch verhindert.
Ausgehend vom Niederleistungsbetrieb kann die Steuereinheit 36 den Antriebsmotor 20 zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuern. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Entladeströme voneinander nur noch um eine Differenz abweichen, die maximal so groß ist wie die vorstehend genannte Mindestdifferenz. Bei einer Umsetzung der Reinigungsvorrichtung 10 beträgt diese Differenz, bei der wieder in den Hochleistungsbetrieb geschaltet wird, beispielsweise ungefähr 5 A.
Die Einnahme des Niederleistungsbetriebs oder des Hochleistungsbetriebs kann einer Bedienperson an der Hinweiseinheit 60 angezeigt werden.
Bei der Reinigungsvorrichtung 10 besteht ein Vorteil insbesondere darin, dass durch die extern zu den Batterien 24, 26 vorgesehene Entladeschaltung 28 die Betriebssicherheit der Reinigungsvorrichtung 10 und deren Benutzerfreundlichkeit erhöht werden.
Unabhängig vom Typ und der Vorgeschichte, insbesondere dem Lade- und/oder Alterungszustand der jeweiligen Batterie, können unterschiedliche Batterien 24, 26 zum Einsatz kommen. Insbesondere ist ein Einsatz von Batterien gemischten Typs möglich (beispielsweise Li-Ionen- oder Bleiakkumulatoren) und/oder der Einsatz von Batterien mit oder ohne interner Eigensicherung .
Durch das selektive Freischalten oder Sperren der Entladestrompfade 30 und 32 sowie das selektive Wechseln zwischen dem Niederleistungsbetrieb und dem Hochleistungsbetrieb kann wirkungsvoll verhindert werden, dass Entladeströme eine Abschaltung der Batterien 24, 26 aufgrund interner Eigensicherung nach sich ziehen, wenn eine derartige vorhanden ist. Bei Vorhandensein von Batterien 24, 26 mit deutlich voneinander unterschiedlichen Ladezuständen wird zunächst die stärker geladene Batterie 24, 26 entladen, indem der entsprechende Entladestrompfad 30, 32 freigeschaltet und der jeweils andere Entladestrompfad 30,32 gesperrt ist. Bei fortschreitendem Angleichen der Ladezustände können beide Batterien 24, 26 entladen und der Antriebsmotor 20 parallel gespeist werden.
Beim nachfolgend erläuterten Ladebetrieb der Reinigungsvorrichtung 10 kann vorgesehen sein, dass anfänglich die Steuereinheit 36 die Ladeeinheit 62 zur Einnahme des Niederleistungslademodus ansteuert.
Beim Entladebetrieb nimmt im Ladestrompfad 68 der Transistor 76 zunächst einen Sperrzustand ein und der Transistor 40 einen Freigabezustand. In entsprechender Weise nimmt im Ladestrompfad 70 der Transistor 82 einen Sperrzustand ein und der Transistor 48 einen Freigabezustand. Während des Ladebetriebes verbleiben die Transistoren 40, 48 im Freigabezustand .
Die Transistoren 42, 50 verbleiben während des Ladebetriebes im Sperrzustand . Dadurch wird verhindert, dass etwaige Ausgleichsströme zwischen den Batterien 24, 26 während des Ladebetriebes über die Transistoren 42, 50 fließen können und das mindestens eine Reinigungswerkzeug oder Reinigungsaggregat im Ladebetrieb gesperrt bleibt.
Bei Aufnahme des Ladebetriebes kann ein jeweiliger Ladestrom über die in Durchlassrichtung betriebenen internen Bodydioden BD der Transistoren 76, 82 fließen. Über die Messelemente 78, 84 kann der Ladestrom als Kenngröße über den Ladezustand der Batterien 24, 26 ermittelt werden. Abhängig vom Wert des Ladestroms kann die Steuereinheit 36 die Transistoren 76, 82 selektiv freischalten und sperren.
Insbesondere wird ein jeweiliger Ladestrompfad 68, 70 nur freigeschaltet, wenn der entsprechende Ladestrom einen Mindestwert überscheitet. In entsprechender Weise ist vorgesehen, dass der jeweilige Ladestrompfad 68, 70 gesperrt wird, wenn der Ladestrom den Mindestwert unterschreitet. Bei einer Umsetzung der Reinigungsvorrichtung 10 beträgt der Mindestwert beispielsweise ungefähr 1 A, oberhalb dessen die Transistoren 76, 82 freigeschaltet werden.
Es wird diejenige Batterie 24, 26 zuerst bzw. mit größerem Strom geladen, deren zugeordneter Transistor 76 bzw. 82 freigeschaltet ist. Bei Freischaltung beider Transistoren 76, 82 können beide Batterien 24, 26 mit gleichem Ladestrom parallel geladen werden.
Die Steuereinheit 36 kann die Ladeeinheit 62 zur Einnahme des Hochleistungslademodus ansteuern, wenn die Ladeströme um weniger als eine Maximaldifferenz (beispielsweise ungefähr 3 A) voneinander abweichen. Ergänzend kann überprüft werden, ob ein jeweiliger Ladestrom unterhalb eines Grenzwertes liegt, beispielsweise ca. 8 A.
Die Einnahme des Hochleistungslademodus erlaubt ein zügiges Laden beider Batterien 24, 26. Durch Einhalten zumindest einer der oben genannten Bedingungen wird sichergestellt, dass der jeweilige Ladestrom im Ladestrompfad 68 oder 70 nicht so groß wird, dass dies eine Abschaltung einer Batterie 24, 26 durch eine interne Eigensicherung zur Folge haben könnte.
Zu diesem Zweck kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Ladeströme auf Überschreiten des Grenzwertes überprüft werden. Bei dem genannten Beispiel des Grenzwertes von 8 A wird der Niederleistungslademodus beispielsweise erst wieder eingenommen, wenn zumindest ein Ladestrom größer als ungefähr 15 A ist.
Die Einnahme des Niederleistungslademodus oder des Hochleistungslademodus können einem Benutzer an der Hinweiseinheit 60 symbolisiert werden.
Die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung des Entladebetriebs erwähnten Vorteile können im Ladebetrieb durch Vorsehen der extern zu den Batterien 24, 26 angeordneten Ladeschaltung 66 ebenfalls erzielt werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen kann auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
Es versteht sich, dass die vorliegend beispielhaft aufgeführten Werte für die Entladeströme und die Ladeströme sowie die Batteriespannungen oder die Spannung der Ladeeinheit 62 nicht-einschränkend sind . Der Fachmann wird diese Werte je nach den Anforderungen an die Reinigungsvorrichtung 10 zur Ausführung der Erfindung abwandeln können.
Bezugszeichenliste:
10 Reinigungsvorrichtung
12 Schaltung
14 Reinigungsvorrichtung
16 Schrubbmaschine
18 Verbrauchseinheit
20 Antriebsmotor
22 Saugaggregat
24 Batterie
26 Batterie
28 Entladeschaltung
30 Entladestrompfad
32 Entladestrompfad
34 Schaltelement
36 Steuereinheit
38 Steuerleitung
40 Transistor
42 Transistor
44 Messelement
46 Signalleitung
48 Transistor
50 Transistor
52 Messelement
54 Signalleitung
56 Steuerleitung
58 Steuerleitung
60 Hinweiseinheit
62 Ladeeinheit
64 Steuerleitung
66 Ladeschaltung
68 Ladestrompfad
70 Ladestrompfad 72 erster Abschnitt
74 zweiter Abschnitt
76 Transistor
78 Messelement
80 Signalleitung
82 Transistor
84 Messelement
86 Signalleitung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Reinigungsvorrichtung, umfassend eine elektrische Verbrauchseinheit (18), mindestens zwei Batterien (24, 26), eine diese mit der Verbrauchseinheit (18) elektrisch verbindende Entladeschaltung (28) und eine Steuereinheit (36) zum Ansteuern der Entladeschaltung (28), wobei die Batterien (24, 26) parallel zueinander geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung (10; 14) eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien (24, 26) widerspiegelnde Kenngröße ermittelbar ist und dass die Entladeschaltung (28) von der Steuereinheit (36) so ansteuerbar ist, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Entladestrompfad (30, 32) für die jeweilige Batterie (24, 26), in den die Verbrauchseinheit (18) geschaltet ist, über mindestens ein elektrisches Schaltelement (34) wahlweise freischaltbar oder sperrbar ist.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße periodisch ermittelbar ist.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße ein Entladestrom der jeweiligen Batterie (24, 26) im Entladestrompfad (30, 32) ermittelbar ist und/oder eine Klemmenspannung der jeweiligen Batterie (24, 26).
4. Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Entladestrompfad (30, 32) freischaltbar ist, wenn der Wert der Kenngröße einen Mindestwert überschreitet.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladestrompfad (30, 32) sperrbar ist, wenn der Wert der Kenngröße den Mindestwert unterschreitet.
Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchseinheit (18) von der Steuereinheit (34) zur Einnahme eines Hochleistungsbetriebs oder zur Einnahme eines Niederleistungsbetriebs ansteuerbar ist, in dem die Leistungsaufnahme der Verbrauchseinheit (18) geringer ist als im Hochleistungsbetrieb.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchseinheit (18) bei Inbetriebnahme der Reinigungsvorrichtung (10; 14) zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuerbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchseinheit (18) zur Einnahme des Niederleistungsbetriebs ansteuerbar ist, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
die Werte der Kenngrößen weichen voneinander um eine Mindestdifferenz ab;
der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie (24, 26) überschreitet einen Maximalwert.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchseinheit (18) ausgehend vom Nieder- leistungsbetrieb zur Einnahme des Hochleistungsbetriebs ansteuerbar ist, wenn die Werte der Kenngrößen der Batterien (24, 26) voneinander um eine Differenz abweichen, die maximal so groß ist wie die Mindestdifferenz.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10; 14) eine Hinweisein- heit (60) aufweist, über die einem Benutzer die Einnahme des Niederleis- tungsbetriebs und/oder des Hochleistungsbetriebs signalisierbar ist.
11. Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schaltelement (34) jedes Entladestrompfades (30, 32) einen Transistor (40, 42, 48, 50) umfasst, der zum Freigeben des jeweiligen Entladestrompfades (30, 32) in einen Freigabezustand und zum Sperren des jeweiligen Entladestrompfades in einen Sperrzustand schaltbar ist.
12. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (40, 42, 48, 50) eine interne Bodydiode (BD) umfasst.
13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den jeweiligen Entladestrompfad (30, 32) zwei Transistoren (40, 42, 48, 50) geschaltet sind, wobei je ein Transistor (42, 50) im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung (10; 14) dauerhaft einen Freigabezustand einnimmt.
14. Reinigungsvorrichtung nach einem voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien (24, 26) wiederaufladbare Batterien (24, 26) sind und dass die Reinigungsvorrichtung (10; 14) eine mit den Batterien (24, 26) über eine Ladeschaltung (66) elektrisch verbundene Ladeeinheit (62) aufweist.
15. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Ladebetrieb eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien (24, 26) widerspiegelnde Kenngröße ermittelbar ist und dass die Ladeschaltung (66) von der Steuereinheit (34) so ansteuerbar ist, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Ladestrompfad (68, 70) für die jeweilige Batterie (24, 26) über mindestens ein elektrisches Schaltelement (34) wahlweise freischaltbar oder sperrbar ist.
16. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (28) und die Ladeschaltung (66) zumindest teilweise identisch sind .
17. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße periodisch ermittelbar ist.
18. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße ein Ladestrom der jeweiligen Batterie (24, 26) im Ladestrompfad (68, 70) ermittelbar ist und/oder eine Klemmenspannung der jeweiligen Batterie (24, 26).
19. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Ladestrompfad (68, 70) freischaltbar ist, wenn der Wert der Kenngröße einen Mindestwert überschreitet.
20. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (62) von der Steuereinheit (34) zur Einnahme eines Hochleistungslademodus und zur Einnahme eines Nie- derleistungslademodus ansteuerbar ist, in dem ein von der Ladeeinheit (62) bereitstellbarer Ladestrom geringer ist als im Hochleistungslademodus.
21. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (62) bei Aufnahme des Ladebetriebs zur Einnahme des Niederleistungslademodus ansteuerbar ist.
22. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (62) zur Einnahme des Hochleistungslademodus ansteuerbar ist, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
die Werte der Kenngrößen weichen um weniger als eine Maximaldifferenz voneinander ab; der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie (24, 26) liegt unterhalb eines Grenzwertes.
23. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (62) ausgehend vom Hochleistungslademodus zur Einnahme des Niederleistungslademodus ansteuerbar ist, wenn der Wert der Kenngröße zumindest einer Batterie (24, 26) größer ist als der Grenzwert.
24. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung eine Hinweiseinheit (60) aufweist, über die einem Benutzer die Einnahme des Niederleistungslademodus und/oder des Hochleistungslademodus signalisierbar ist.
25. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schaltelement (34) jedes Ladestrompfades (68, 70) einen Transistor (76, 40, 82, 48) umfasst, der zum Freigeben des jeweiligen Ladestrompfades (68, 70) in einen Freigabezustand und zum Sperren des jeweiligen Ladestrompfades in einen Sperrzustand schaltbar ist.
26. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (76, 40, 82, 48) eine interne Bodydiode (BD) umfasst.
27. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass in den jeweiligen Ladestrompfad (68, 70) zwei Transistoren (76, 40, 82, 48) geschaltet sind, wobei je ein Transistor (76, 40, 82, 48) im Ladebetrieb der Reinigungsvorrichtung (10; 14) dauerhaft einen Freigabezustand einnimmt.
28. Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchseinheit (18) mindestens ein(en) Antriebsmotor (20) für ein Saugaggregat (22) oder ein Reinigungswerkzeug ist oder umfasst.
29. Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung eine Bodenreinigungsvorrichtung ist, insbesondere eine Schrubbmaschine oder eine Kehrmaschine.
30. Verfahren zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei im Entladebetrieb der Reinigungsvorrichtung eine einen jeweiligen Ladezustand der Batterien widerspiegelnde Kenngröße ermittelt wird und die Entladeschaltung von der Steuereinheit so angesteuert wird, dass abhängig vom Ergebnis der Ermittlung ein jeweiliger Entladestrompfad für die jeweilige Batterie, in den die Verbrauchseinheit geschaltet ist, über mindestens ein elektrisches Schaltelement wahlweise freigeschaltet oder gesperrt wird.
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