WO2023208754A1 - Verfahren zum betrieb eines mobilen, selbstfahrenden geräts - Google Patents

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WO2023208754A1
WO2023208754A1 PCT/EP2023/060395 EP2023060395W WO2023208754A1 WO 2023208754 A1 WO2023208754 A1 WO 2023208754A1 EP 2023060395 W EP2023060395 W EP 2023060395W WO 2023208754 A1 WO2023208754 A1 WO 2023208754A1
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cleaning
battery
time
self
mobile
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PCT/EP2023/060395
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Frank Schnitzer
Kristina Daniel
Kai Schmitt
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BSH Hausgeräte GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a mobile, self-propelled device, in particular a floor cleaning device such as a vacuum and/or sweeping and/or mopping robot, which includes a battery.
  • a floor cleaning device such as a vacuum and/or sweeping and/or mopping robot, which includes a battery.
  • Mobile, self-propelled devices such as vacuum robots have the task of cleaning an entire floor area autonomously.
  • Autonomous vacuum robots are designed to carry out their tasks as independently as possible, especially without user intervention. This not only includes independently planning and carrying out cleaning tasks, but also independently finding the charging station and recharging the battery in order to have enough capacity available for future cleaning tasks.
  • the robot After each completed cleaning trip, the robot usually recharges itself at the charging station in preparation for the next jobs. In order to be ready for a new cleaning task at any time, the battery is usually fully charged. However, the batteries predominantly used in vacuum robots exhibit self-discharge. In addition, energy for the standby operation of the robot vacuum cleaner is taken from the battery, so that it has to be recharged from time to time in order to continue to have a full charge level. However, this recurring trickle charge and the associated constantly high charge level of the battery puts stress on the battery and reduces its lifespan. This causes the battery to age, which means that it can store less capacity with each charging cycle and, in particular, can process fewer and fewer cleaning tasks over time before the battery needs to be charged again.
  • the battery In order to be able to start a spontaneous cleaning task without delay, the battery should not be empty if possible. At the same time, the battery should not always be recharged and should be subjected to trickle charging in order to increase the lifespan of the battery.
  • the object of the invention is to offer the user an operating method that is characterized by user-dependent battery charging and at the same time ensures an increased service life of the battery.
  • This object is achieved by a method for operating a mobile, self-propelled device, in particular a floor cleaning device for autonomous processing of floor surfaces, with the features of claim 1.
  • a user specifies on a portable additional device in which Time window the mobile, self-propelled device has to carry out at least one specified cleaning task, with the mobile, self-propelled device automatically determining its recharge time for the battery in this time window. Additionally or alternatively, the user indicates the period during which the mobile, self-propelled device does not have to carry out a cleaning task, with the mobile, self-propelled device automatically determining to charge the battery to its full charging capacity at the end of the period. In particular, the user thereby indirectly indicates the period during which the battery of the mobile, self-propelled device should not be charged (with the exception of the end), unless the charge level of the battery falls below a predetermined charging capacity (predetermined minimum value).
  • predetermined charging capacity predetermined minimum value
  • charging the battery of the mobile, self-propelled device is only permitted in defined and predetermined time windows, which means that optimal conditions can be created for the battery and its lifespan can thus be advantageously increased.
  • the user sets a time limit for the charging time at the charging station, which means that the overall time required to process a cleaning job can be reduced as desired by the user.
  • the user specifies a time limit within which the mobile, self-driving device must complete its task, so that the device adjusts its reload time on this basis.
  • the overall duration of the cleaning job can preferably be reduced by reducing the need for reloading in the meantime.
  • the user specifies a time window within which the mobile, self-driving device must complete its task, so that the device adjusts its recharging time on this basis.
  • the user therefore specifies the maximum duration required for the overall cleaning, including charging time before. If the device cannot complete its cleaning task with one battery charge, it will at least partially recharge itself, but will end the charging process prematurely and continue cleaning so that the specified total duration is not exceeded.
  • the user can specify a maximum time period, i.e. from the start of cleaning to the completion of the cleaning, including charging the battery in the meantime.
  • a desired end time for example 5 p.m. If the device estimates that its battery can be fully charged within the specified time window and that the cleaning can also be completed, any charging of the battery that is taking place in the meantime will not be interrupted. This advantageously results in a longer battery life. Allowing a possible time window also gives the device freedom in designing the cleaning and charging process, while at the same time guaranteeing that the device has completed its tasks at the time specified by the user. This can prevent the user from feeling disturbed by the cleaning process taking place in their presence.
  • Selecting a time window in the form of a time or a total duration enables the implementation of a function in which the mobile, self-propelled device no longer works after a predetermined time of day or cleaning duration. This advantageously minimizes disruption to the user caused by a moving and working device.
  • the aging of the battery can be further delayed and its lifespan increased by a period of time specified by the user within which the device's battery is not recharged.
  • the device's battery is preferably not charged during this period, as it is foreseeable during this period that the device should not carry out any cleaning tasks, such as at night. Outside the period, i.e. at times when the user wants to use the device for cleaning, the device is charged as usual and is therefore ready for its cleaning tasks at any time.
  • a predetermined critical value of the battery's charging capacity is specified, which should not be fallen below. If this value is not reached, a trickle charge takes place, which charges up to an ideal storage level above the critical value, such as 50% of the battery capacity, i.e.
  • the user sets the start and end times of the period themselves in order to adapt the cleaning behavior of their device to their everyday life.
  • the user can specify a plurality of periods per day in which the battery of the mobile, self-propelled device is not in use and therefore does not need to be charged, unless the charge level of the battery falls below the specified charging capacity.
  • Time periods that depend on the day of the week i.e. different time periods depending on the day of the week, can also be implemented if necessary. Since the device is only kept at a nearly full charge level outside of these periods, and the battery is only charged at the end of the period or periods and after cleaning trips, the load on the battery is advantageously reduced. Outside the specified periods, the device is immediately available to the user with a full charge level due to trickle charging.
  • the specified periods have a beneficial effect on the life of the device's battery. For example, if a user sets a rest period from 7 p.m. to 7 a.m., this means around 12 hours per day in which the battery is not stressed by a forced high charge level. The battery has better conditions for about half of its life.
  • a mobile, self-propelled device is to be understood in particular as a floor cleaning device, for example a cleaning device, which processes floor surfaces autonomously, particularly in the household sector.
  • a floor cleaning device for example a cleaning device, which processes floor surfaces autonomously, particularly in the household sector.
  • vacuum cleaner robots such as vacuum cleaner robots.
  • these devices preferably work without or with as little user intervention as possible. For example, the device automatically moves into a specified room in order to clean the floor according to a specified and programmed process strategy.
  • an exploration trip with the mobile, self-propelled device is preferably carried out.
  • An exploration trip is to be understood in particular as an exploration trip that is suitable for exploring a floor area to be worked on for obstacles, room layout and the like.
  • the aim of an exploration trip is, in particular, to be able to assess and/or represent the conditions of the soil cultivation area to be worked.
  • the mobile, self-driving device After the exploration trip, the mobile, self-driving device knows its surroundings and can pass this on to the user in the form of a map of the surroundings, for example in an app (cleaning app) on a mobile device.
  • the user In the surrounding map, the user can be given the opportunity to interact with the mobile, self-driving device.
  • the user can advantageously view information on the surrounding map and change and/or adapt it if necessary.
  • An environmental map is to be understood in particular as any map that is suitable for displaying the surroundings of the tillage area with all its obstacles and objects.
  • the environment map shows a sketch of the tillage area with the furniture and walls within it.
  • the surrounding map with the obstacles is preferably displayed in the app on a portable additional device. This serves in particular to visualize possible interaction for the user.
  • an additional device is to be understood in particular as any device that is portable for a user, which is arranged outside the mobile, self-propelled device, in particular is external and/or differentiated from the mobile, self-propelled device, and is used for display, provision, transmission and/or or transmission of data, such as a cell phone, a smartphone, a tablet and/or a computer or laptop.
  • the app in particular the cleaning app, is installed on the portable additional device, which serves to communicate between the mobile, self-propelled device and the additional device and in particular a visualization of the floor processing area, i.e. the living space or apartment to be cleaned Living area possible.
  • the app preferably shows the user the area to be cleaned as a map of the surrounding area.
  • the user can enter, manage, start, stop cleaning orders, and/or enter cleaning parameters or commands, and/or check the charging capacity of the battery.
  • a user is understood to mean in particular any end customer or end consumer who uses the mobile, self-propelled device and in particular has a cleaning order and/or a cleaning trip carried out in their own apartment or in their own living quarters.
  • a battery is understood to mean in particular any accumulator that is suitable for being recharged.
  • the charge level of the battery means in particular the actual charging capacity that is available at the given time.
  • a predetermined or minimum charging capacity that is not to be fallen below indicates a minimum charge level (predetermined minimum value), whereby falling below this level results in the battery being charged.
  • a time window is to be understood in particular as meaning any period of time, which in particular includes a start time and an end time and a time phase in between.
  • a period of time is also understood to mean any length of time, which in particular includes a start time and an end time and a time phase in between.
  • automated means in particular that the mobile, self-propelled device preferably automatically determines, sets, starts, ends and/or plans its recharging time without user intervention or user information or user specification.
  • the battery is recharged with a low charging capacity during a cleaning trip in the time window in such a way that the time window specified by the user for a cleaning job is not exceeded overall.
  • the charging time at the charging station is limited by the time window specified by the user, i.e. by setting a time limit by the user. It is not absolutely necessary that the device only spends a minimum amount of time at the charging station. In particular, the device freely divides how long its battery lasts loads in the time window. The user allows the device a maximum total duration or sets a final working time by which the device must be finished cleaning. With appropriate time constraints, it is possible that the device will not have a completely empty battery after completion of the cleaning work, but rather a partially charged one, and can therefore be used by the user for further cleaning work if necessary.
  • the mobile, self-propelled device interrupts the charging process in order to complete the cleaning task within the time window.
  • the cleaning time or task time is not limited by the user specifications, but the time reduction is achieved via the loading time, which is limited depending on the user specifications. A user preference adjustment is therefore made based on the reload time. If the device cannot complete its cleaning task with the existing battery charge, the device partially recharges its battery, but ends the charging process early and continues cleaning so that the total duration specified by the user is not exceeded.
  • a remaining time in the time window is calculated by analyzing previous cleaning trips, taking into account the time required and/or energy consumption at the corresponding power level.
  • a targeted analysis is carried out. The device learns how long it needs for which rooms or areas and can use this to estimate how long an unfinished part of the cleaning will take. The device learns how much battery charge is required for the individual rooms/areas and can use this to estimate how much charge still needs to be recharged for the part of the cleaning that has not yet been completed.
  • a factory standard value per room/area can be used.
  • the user may be prohibited from specifying the time window until the device is ready to make an estimate or an estimate is possible.
  • a warning message is issued to the user on the additional device if the cleaning task with the necessary charging process takes longer than the specified time window. As soon as an estimate of the required battery charge can be made, for example after three cleaning trips have been completed, the user can be given feedback when setting the time window as to whether this time window can be adhered to by the device.
  • the device If the device is very likely to require longer time than the user has allowed, the user can be prevented from setting the time window that is too limited, or a corresponding message will be issued to the user with which the user can decide whether and/or that In this case, the device should stop cleaning even though it has not yet completed it.
  • the time window is a maximum period of time that can be undershot.
  • the time window therefore includes a maximum period of time from the start of cleaning to completion, including any possible charging of the battery in the meantime. If the device estimates that it can fully charge its battery within the time window and complete the cleaning, then charging will not be aborted. This means that the battery is not completely drained, which has a positive effect on battery life.
  • the mobile, self-propelled device automatically determines its cleaning time in this time window. This means that the device itself decides whether and when to charge its battery and when to carry out which cleaning tasks. The timing of the cleaning job and battery charging is left to the device. For example, before the cleaning job begins, the device estimates whether its current battery charge is sufficient to complete the task. Based on this estimate, cleaning can be paused to charge the battery before reaching a low battery level. In this way, the battery can be further protected, as low charge levels in the battery occur far less often.
  • the device In order to determine at what point the device must stop temporarily charging the battery and continue cleaning, the device obtains the information for a The time required for cleaning the remaining area is included in the calculation. An additional consideration of the battery charge required for this area is not absolutely necessary.
  • the user can be given information about whether the set time window can be adhered to, which relates to both the time required for cleaning and charging and the battery charge required for cleaning and thus recharging.
  • the mobile, self-propelled device continues its cleaning task if it can be completed within a predetermined tolerance time range.
  • the estimate of how long the device needs for the remaining part of the cleaning or how much charge in the battery is necessary for this can vary from the actual value due to unforeseen events such as new or moved obstacles that have to be avoided, new or moved carpets, that require more energy than hard floors, and the like, which can result in the time window being exceeded.
  • the user can decide how the device should act if the time window is exceeded. Within a certain tolerance range, which is defined in particular by the user, the device can continue its cleaning and attempt to complete it. Alternatively, the user can specify that the device forcefully stops cleaning regardless of the area that has not yet been cleaned.
  • the mobile, self-propelled device determines its recharging time such that it starts after cleaning a room or surface. It is particularly advantageous for the user if the device does not stop its cleaning task in the middle of a room when the battery is empty and then continues there again after charging, but if the device always completely completes a room or an area defined by the user, and after starts charging the battery with another surface. To do this, the device estimates when or before cleaning a room or surface whether the remaining battery charge is sufficient to complete the cleaning of the room. If no area in a list of areas intended for cleaning is small enough or the load required is large enough to complete cleaning before a necessary return to the charging station, the device travels directly to the charging station.
  • the mobile, self-propelled device carries out room or surface cleaning and/or its cleaning sequence depending on the loading capacity. Particular attention should be paid to the fact that for rooms or surfaces for which the device requires more time or charge to clean than for other rooms or surfaces, there must be more charge in the battery, which makes it advantageous if the device is used with these rooms or surfaces begins. If after charging the battery there are only surfaces left that the device requires little time or charge to clean, then less charge needs to be loaded into the battery during recharging. The charging time can therefore be shorter and can therefore be stopped prematurely.
  • the device can vary the order of the cleaning tasks or the rooms/surfaces to be cleaned, with the next time window being Any rooms/areas that may have been left out should be preferred.
  • the user is given the opportunity to interrupt the current interim charging phase of the device via the cleaning app and thus continue cleaning.
  • the device may not have enough charge in the battery to complete the cleaning.
  • the user can be informed of this by indicating that continuing cleaning early and thus canceling recharging may result in the device not being able to complete the cleaning.
  • the user can actively decide whether to complete the cleaning and continue charging, or to finish the cleaning as quickly as possible with a smaller load, but possibly incompletely. In the event of incomplete cleaning, the device does not continue cleaning after charging the battery, but the command given by the user specifies that if the battery charge level is too low before the desired cleaning is completed, the device will start the cleaning task Driving to the charging station finished.
  • the mobile, self-driving device accesses a user's calendar in order to automatically generate the time window and/or the period.
  • the time window and/or period is not actively specified by the user, but rather passively via their own calendar.
  • the residents or users of a shared apartment can set whether it is okay for the device to malfunction, or whether they do not want to be disturbed by a cleaning task of the device at certain time windows or periods, or whether only predetermined areas or surfaces are cleaned should be left out, for example if the users are in their apartment according to the calendar.
  • the charge level of the battery in the period in which the battery of the mobile, self-propelled device is not to be charged is between 20% and 80%, preferably between 30% and 50%, and/or outside of the period kept greater than 80%.
  • the battery of the device is therefore not charged or at least hardly charged in the predetermined period of time (the charging capacity should not exceed a maximum value, i.e. a predefined threshold value), since it is foreseeable during this period that the device should not carry out any cleaning tasks, such as at night. Outside the period in which it is foreseeable that the user wants to use the device for cleaning, the device is instead charged as usual according to the necessary charging capacity, i.e. above the predefined threshold value, and is therefore available to the user at any time.
  • the predetermined charging capacity (predetermined minimum value) is 20% or less.
  • no trickle charging is carried out on the battery during the predetermined period of time, which fully charges the battery again.
  • the battery is charged to an ideal storage level of, for example, 50% of the battery capacity.
  • the battery charge level will decrease overall due to self-discharge and continued active consumers in the device.
  • the overall low battery capacity over time results in improved conditions for the battery, which have a positive effect on its lifespan.
  • the battery is charged to its full charging capacity at the end of the period. At the end of the period, in time before the user wants to use the device, the battery is recharged to its full charging capacity.
  • the device has a full battery available for the daily routine or cleaning tasks that need to be started spontaneously after the period.
  • the battery is not charged at the beginning of the period, in particular after its cleaning task. It is possible that a cleaning order overlaps with the start of the set period.
  • the cleaning journey is preferably not interrupted, but rather continued.
  • the battery is not charged again after the cleaning journey has ended, unless the charge level falls below the specified minimum charging capacity.
  • an overlap between a cleaning job and the period is advantageous, since in this case the battery has a low battery level for the remaining period and thus improved storage conditions.
  • the device can be started manually by the user during the cleaning period. To do this, the device estimates whether the remaining battery level is sufficient for this cleaning job and therefore the device does not have to charge the battery before the cleaning journey begins. If the battery level is not sufficient, the battery will be charged before the cleaning trip. Based on the device's estimate of how much charge is needed to complete the job, a partial charge of the battery is sufficient. Alternatively, the battery can also be fully charged. If a cleaning job taking place during this period requires more battery charge than is available in the battery, an interim charge can be carried out in order to be able to complete the cleaning job.
  • the battery will not be charged after the cleaning trip or will only be charged up to a threshold value if the value falls below the specified minimum value.
  • Both the reduced number of trickle charge pulses at high cell voltage and the generally reduced charge level have a beneficial effect on the service life of the Batteries off. For example, if a user sets a time period from 7 p.m. to 7 a.m., this means about 12 hours per day in which the battery is not stressed by a forced high charge level. This means that the battery has better conditions for about half of its running time.
  • Figure 1 a schematic diagram showing the total duration of different recharging processes in vacuum cleaner robots
  • Figure 3 a schematic diagram according to the prior art that shows the time versus the charge level of a vacuum cleaner robot
  • Figures 2, 7 each a flow chart for cleaning by a vacuum cleaner robot with a time window or period.
  • FIG. 1 shows schematically the inventive concept of how the total time T for processing a cleaning order of a mobile, self-propelled device, in particular a vacuum cleaner robot, can be reduced by limiting a charging time of the vacuum cleaner robot at the charging station by setting a time window by a user.
  • the time diagram in Figure 1 shows a comparison between a classic reload 1 with an intelligent reload 2 and the time window-based reload 3.
  • the vacuum cleaner robot starts its cleaning task at time T1.
  • the cleaning is carried out until recharging becomes necessary due to a low charge capacity of a battery of the vacuum cleaner robot at time T2.
  • the battery is fully charged from time T2 to time T3.
  • cleaning continues until it is completely carried out or completed at time T4.
  • the overall duration of cleaning, including recharging the battery is reduced by the robot vacuum cleaner calculating, if necessary, how much charge is required in the battery to complete the intended cleaning job, whereby only as much energy is charged into the battery as is actually required necessary is.
  • cleaning starts at time T1 until charging becomes necessary at time T2 due to the low charging capacity.
  • the battery is only partially recharged.
  • the vacuum cleaner robot stops recharging the battery and cleaning continues until it is successfully completed at time T23.
  • the charging process is stopped by the vacuum cleaner robot as soon as there is enough charge in the battery. This can advantageously significantly reduce the overall cleaning time, including battery charging.
  • the mobile, self-driving device carries out its tasks autonomously. In addition to independently planning and carrying out cleaning tasks, this includes finding the charging station independently and recharging the battery in order to have enough charging capacity available for future cleaning tasks. In order to disturb or hinder the user as little as possible, it is advantageous for the user to limit the charging time at the charging station by setting a time limit or a time window. However, it may not be necessary to plan for a minimal amount of time for the device to be at the charging station. For example, if the user is not at home at the time the cleaning is carried out, it is not absolutely necessary that the device is finished as quickly as possible.
  • time window-based charging the user therefore allows the device a maximum total duration or an end time of day by which the device must be ready.
  • the device can freely divide the cleaning and charging time within this time window, although the total duration can also be shortened. So the device adjusts its reload time based on the time window.
  • time window-based loading 3 the vacuum cleaner robot starts its cleaning task at time T1. The cleaning is carried out until recharging becomes necessary due to a low charge capacity of a battery of the vacuum cleaner robot at time T2.
  • the device estimates how long it needs for a remaining part of the cleaning and/or how much charge in the battery is actually necessary for this, which means that the minimum necessary charging time can be determined.
  • the estimate is based on cleaning trips the device has already carried out.
  • the charging time also takes into account an end time T25, which is specified by the user and at which time the overall cleaning including charging time should be completed.
  • the device ends its charging process at time T22 in order to be able to completely finish the overall cleaning at time T24, which is before the end time T25.
  • the user can be given corresponding feedback and/or a corresponding warning when entering the time window.
  • a flow chart for a cleaning process with a time limit is shown in FIG.
  • the user programs a cleaning job with a time limit or starts a cleaning program with a time limit.
  • the robot vacuum cleaner begins cleaning (step 102). If the robot vacuum cleaner finishes cleaning completely before the time limit is reached, it returns to the charging station (step 103). If the vacuum cleaner robot needs to interrupt its cleaning to charge its empty battery, it moves to the charging station and begins charging the battery (step 104). The vacuum cleaner robot estimates how much time is needed to clean the remaining surface(s) and thus determines the time when charging must be stopped (step 105). At the calculated time, the robot vacuum cleaner stops charging the battery and continues cleaning (step 106).
  • the vacuum cleaner robot finishes the complete cleaning before the time limit is reached, it returns to the charging station (step 107). If the time limit is reached in step 108 before the robot can complete the cleaning and the user does not allow the time limit to be exceeded, the robot breaks When the time limit is reached, the vacuum cleaner robot stops cleaning (step 109) and returns to the charging station (step 110). If the user allows the time limit to be exceeded by a tolerance value (step 111) and the time limit is reached, the vacuum cleaner robot estimates how much time is needed to clean the remaining surface and checks whether this time period is less than a tolerance value defined by the user (Step 112). If the estimated remaining time is greater than the tolerance value, the vacuum cleaner robot stops cleaning (step 113) and returns to the charging station (step 114). On the other hand, if the estimated remaining time is less than or equal to the tolerance value, the vacuum cleaner robot completes the cleaning and then returns to the charging station (step 115).
  • the vacuum cleaner robot During the cleaning process, unforeseen events such as displaced obstacles and the like, which influence the cleaning time, can be taken into account by the vacuum cleaner robot. To do this, the user specifies how the vacuum cleaner robot should proceed if the time limit is exceeded. Within a tolerance range defined by the user, the vacuum cleaner robot can continue its cleaning and attempt to complete it. Alternatively, the user can specify that the vacuum cleaner robot necessarily stops cleaning regardless of the area that has not yet been cleaned.
  • the vacuum cleaner robot can estimate whether its current battery charge is sufficient to complete the task (at step 102). Based on this, the cleaning can be interrupted before a low battery level is reached in order to charge the battery (for example as early as step 102). In this case, the battery is protected further because low charge levels in the battery occur less frequently.
  • step 105 the vacuum cleaner robot only includes the time required to clean the remaining surfaces in its calculation in order to determine at what point in time the vacuum cleaner robot must stop the interim charging of the battery and continue cleaning.
  • step 101 when the time limit is created, the user can be given information about whether the set time limit can be adhered to, which relates to both the cleaning and the time required for charging, as well as the battery charge required for cleaning and thus recharging.
  • the vacuum cleaner robot in step 104 does not stop cleaning in the middle of the room when the battery is empty and then continues there, but rather when a room or an area defined by the user is completely completed and after charging the battery in another room or another area is started. To do this, before starting to clean a room or surface, the vacuum cleaner robot estimates whether the remaining battery charge is sufficient to complete the cleaning of the room or surface. If no area in the list of areas intended for cleaning is small enough or the load required is large enough to complete cleaning before a necessary return to the charging station, the vacuum cleaner robot drives directly to the charging station.
  • the vacuum cleaner robot can vary the order of the rooms or surfaces during the next cleaning job and prefer the rooms or surfaces that have been left out if it is specified that only complete rooms or surfaces are to be cleaned and/or the vacuum cleaner robot is required to finish its cleaning after reaching its time limit .
  • step 106 the user can use his app on his cell phone to interrupt the current charging phase of the vacuum cleaner robot in order to continue cleaning. If the vacuum cleaner robot does not have enough charge in the battery to complete the cleaning, the user can be given a message that continuing the cleaning early and thus canceling the recharging can lead to the vacuum cleaner robot not being able to complete the cleaning. Through this Active intervention by the user is possible. The customer can decide whether it is important to him to complete the cleaning completely and continue charging, or whether he would rather complete the cleaning as quickly as possible, even if it is then incomplete. If charging is canceled prematurely, the robot vacuum cleaner will end the cleaning job when the battery level is low before the desired cleaning is completed by driving to the charging station or another starting point.
  • step 101 in addition to the user actively specifying the time limit, it is alternatively possible for the vacuum cleaner robot to access the user's calendar.
  • the user or residents of an apartment can set whether they do not want to be disturbed by the robot's cleaning task and/or whether certain areas or areas should be avoided when the user or residents are in the apartment according to the calendar.
  • Figures 4 to 6 show diagrams that illustrate user-defined periods in which charging the vacuum cleaner robot is not permitted in order to create better conditions for the battery and thus increase its service life.
  • Figure 3 shows a diagram based on the prior art. The charge level up to 100% is plotted on the y-axis. The x-axis is a timeline.
  • the diagram in Figure 3 shows a standard procedure in which the vacuum cleaner robot can be started for cleaning at any time and ideally always has an almost full battery charge level.
  • the battery is recharged after a cleaning job has been completed and, despite the slow discharge of the battery, is kept at the fullest possible charge value through recurring trickle charging during the subsequent waiting time before the next cleaning.
  • the sustained high charge level and the relatively frequent charging cycles based on multiple trickle charges can stress the battery and cause it to age more quickly.
  • a first time range Z1 the battery at the charging station is kept at the fullest possible charging level by means of trickle charging.
  • the battery is charged constantly or very frequently in order to permanently maintain the charge level at around 100% of the battery capacity guarantee.
  • the vacuum cleaner robot receives a cleaning command from the user.
  • cleaning takes place during which the vacuum cleaner robot carries out the predefined cleaning job.
  • the vacuum cleaner robot travels to the base station to charge its battery.
  • the battery is fully charged until it has a full battery capacity at time t3, which is maintained at a full level by trickle charging in period Z4.
  • the user now specifies a period of time within which the battery of the vacuum cleaner robot is not recharged in order to delay its aging and increase its service life. This is shown graphically in Figures 4 to 6.
  • the user specifies rest phases (periods) for the battery in which the battery is not charged, but rather slowly discharges through an intrinsic discharge or other active systems in the vacuum cleaner robot.
  • the user can set the start and end times of the periods themselves in order to adapt the cleaning process to their everyday life.
  • Several periods with rest periods per day or different periods depending on the day of the week are possible.
  • the battery is not trickle charged to fully charge the battery again.
  • the charge level drops below a critical value such as 20% of the battery capacity during a rest phase
  • the battery is charged to an ideal storage level of, for example, 50% of the battery capacity.
  • the end of the rest phase (period) and thus in good time before the user uses the vacuum cleaner robot again, the battery is charged to a full charge level.
  • the vacuum cleaner robot therefore has a full battery available again for daily routines or spontaneously started cleaning tasks by the user.
  • a first period Z41 the vacuum cleaner robot is, for example, in the rest phase and is therefore not being charged.
  • the battery capacity decreases.
  • the vacuum cleaner robot starts charging at the charging station (period Z42) in order to reach full battery capacity at the end of the rest phase (time t42).
  • the battery is kept at a full charge level by trickle charging (period Z43), as this period is outside the rest phase and the vacuum cleaner robot is available for possible (spontaneous) cleaning tasks should stand.
  • the vacuum cleaner receives a cleaning command and carries out its cleaning order in time period Z44.
  • the cleaning job is completed and charging of the battery at the charging station begins (period Z45) until it is fully charged at time t45. Since the subsequent period Z46 is not in the specified rest phase, trickle charging takes place to keep the battery capacity at a high level.
  • the rest phase begins at a time t46, in which no battery charging, including trickle charging, takes place. The battery level of the battery is slowly decreasing.
  • Figure 5 shows graphically how to proceed if a cleaning job overlaps with the start of the set rest phase. In this case, the cleaning journey is not canceled but continued. After the cleaning job has been completed, the battery is not charged unless the charge level falls below the critical value (predetermined minimum value) of, for example, 20% of the battery capacity.
  • the critical value predetermined minimum value
  • a first period Z51 the vacuum cleaner robot is in a rest phase.
  • the battery is only charged here if the battery capacity falls below a critical value.
  • the rest phase specified by the user ends at a time t52, so that the vacuum cleaner robot begins charging the battery well in advance at time t51 (period Z52). From time t52, the charge level of the battery is maintained at a high, essentially full level (period Z53). In particular, trickle charging takes place.
  • the vacuum cleaner robot receives a cleaning command and begins its cleaning (period Z54).
  • the rest phase specified by the user begins at a time t54. Nevertheless, the vacuum cleaner robot finishes its cleaning job.
  • the vacuum cleaner robot After the cleaning job has ended (time t55), the vacuum cleaner robot remains in its rest phase (period Z55). This means that the battery is not charged unless the charge level reaches a specified minimum value. Loads are then carried out up to a defined storage value. At the end of this rest phase, the battery is fully charged again.
  • Figure 6 shows graphically how to proceed when the vacuum cleaner robot is started for cleaning during the rest phase.
  • the vacuum cleaner robot estimates in advance whether the remaining battery charge level is sufficient for it The cleaning job is sufficient and there is no need to charge the battery before the start of the cleaning journey. If such an estimate is not made, or if it is determined that the remaining charge level is insufficient, the battery will be charged before the start of the cleaning trip, preferably fully, or, if an estimate is available, only partially - depending on how much charge is required to complete the order is necessary. If a cleaning job that takes place during the rest phase requires more battery charge than is available in the battery, an interim charge takes place in order to be able to complete the cleaning job. If the end of the cleaning job is within the rest phase, the battery will not be charged after the cleaning journey.
  • the vacuum cleaner robot receives a cleaning command at time t62.
  • the robot estimates that the charge in the battery is not sufficient for the cleaning job and therefore begins to fully charge the battery (period Z63).
  • the vacuum cleaner robot carries out the cleaning until it is finished (t64). Since the end time t64 is still in the specified rest phase, the battery is only charged with charges up to a defined storage value after the end of cleaning in the remaining rest phase if the battery level falls below the critical minimum value.
  • step 7 shows a flow chart for a cleaning process with rest phases. If the vacuum cleaner robot is outside the rest phase and the user starts a cleaning job, the vacuum cleaner robot carries out the cleaning job, with the battery being fully charged again after the cleaning job has ended (step 701). If the vacuum cleaner robot is outside the rest phase and the charge level drops below a defined threshold, the battery is fully charged and maintained at this full level - trickle charging occurs at the full level (step 702). If the vacuum cleaner robot is in the rest phase and the user starts a cleaning job, the battery is fully charged at the start of the cleaning activity so that the cleaning job can then be carried out (step 703). If the vacuum cleaner robot is in the rest phase and the charge level falls below a critical minimum value, trickle charging takes place up to a storage value (partial value). The charge level is between critical minimum value and this partial level - trickle charges are carried out based on the charge value (step 704).

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere Bodenreinigungsgeräts wie ein Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter, mit einem Akku angegeben, bei dem ein Nutzer an einem trabgaren Zusatzgerät vorgibt, in welchem Zeitfenster (T1-T25) das mobile, selbstfahrende Gerät mindestens eine vorgegebene Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig seine Nachladezeit des Akkus in diesem Zeitfenster (T1-T25) bestimmt, und/oder in welchem Zeitraum (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) das mobile, selbstfahrende Gerät keine Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig zu einem Ende des Zeitraums (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) bestimmt, den Akku auf seine volle Ladekapazität aufzuladen.

Description

Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere eines Bodenreinigungsgeräts wie ein Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter, der einen Akku umfasst.
Mobile, selbstfahrende Geräte wie beispielsweise Saugroboter haben die Aufgabe, autonom möglichst eine gesamte Bodenfläche zu reinigen. Autonome Saugroboter sind dazu ausgelegt, ihre Aufgaben möglichst selbstständig durchzuführen, insbesondere ohne Nutzereingriff. Dazu gehört nicht nur die selbstständige Planung und Ausführung der Reinigungsaufgaben, sondern auch das eigenständige Auffinden der Ladestation und das Wiederaufladen des Akkus, um für zukünftige Reinigungsaufgaben genug Kapazität zur Verfügung zu haben.
Dabei kann nicht nur nach einer Reinigungsaufgabe ein Nachladen des Akkus notwendig sein. Auch während der Durchführung von Reinigungsaufgaben in großflächigen Räumen, bei mehreren Räumen oder bei einer sehr hohen Reinigungsleistung kann der Akkuladestand auf einen derart niedrigen Wert sinken, dass die Reinigungsaufgabe nicht vollständig abgeschlossen werden kann.
Da das Wiederaufladen des Akkus meist deutlich mehr Zeit beansprucht als das Leeren, können Saugroboter, die vor Beendigung ihrer Reinigungsaufgabe ihren Akku laden müssen, erst nach einigen Stunden ihre Aufgabe fertigstellen. Für einen Nutzer, der den Saugroboter in seiner Abwesenheit gestartet hat, nach einigen Stunden nach Hause kommt, und dann noch immer einen reinigenden Saugroboter vorfindet, kann dies störend sein. Ebenso kann es erschreckend wirken, wenn der Saugroboter unerwartet nach mehreren Stunden an seiner Ladestation plötzlich von alleine startet, um die begonnene und noch nicht fertig gestellte Reinigungsaufgabe zu beenden.
Es ist bekannt, die Gesamtdauer einer Reinigungsaufgabe zu senken, indem ein zwischenzeitlich notwendiges Nachladen auf ein Minimum reduziert wird. Hierzu prüft der Saugroboter vor dem Start einer Reinigung oder bei einer Unterbrechung der Reinigung, welche Ladekapazität für die vorgesehene Reinigung vorhanden sein muss. Der Ladevorgang an der Ladestation wird darauf basierend abgekürzt, indem nur so viel Ladung in den Akku geladen wird, wie für die restliche Reinigung notwendig ist. Dies kann jedoch nachteilig dazu führen, dass der Saugroboter direkt im Anschluss an die Reinigung einen vollständig entladenen Akku hat und somit innerhalb einer bestimmten nachfolgenden Zeit nicht vom Nutzer für spontane weitere Reinigungsaufgaben eingesetzt werden kann.
Nach jeder abgeschlossenen Reinigungsfahrt lädt sich der Roboter als Vorbereitung für nächste Aufträge an der Ladestation meist von alleine wieder auf. Um jederzeit wieder für eine neue Reinigungsaufgabe bereit zu sein, wird der Akku in der Regel vollgeladen. Die bei Saugrobotern überwiegend verwendeten Akkus weisen jedoch eine Selbstentladung auf. Zusätzlich wird Energie für den Standby-Betrieb des Saugroboters aus dem Akku entnommen, sodass dieser von Zeit zu Zeit wieder geladen werden muss, um weiterhin einen vollen Ladestand aufzuweisen. Diese wiederkehrende Erhaltungsladung und der damit einhergehende immer hohe Ladestand des Akkus bedeutet jedoch Stress für den Akku und senkt seine Lebenszeit. Der Akku altert dadurch, was bedeutet, dass dieser mit jedem Ladezyklus weniger Kapazität speichern kann, und insbesondere mit der Zeit immer weniger Reinigungsaufgaben abarbeiten kann, bevor der Akku wieder geladen werden muss.
Aus den Druckschriften DE 10 2017 123665 A1 und DE 102017 112 663 A1 ist bekannt, dass der Akku nur geladen wird, wenn eine Reinigung bevorsteht. In der übrigen Zeit befindet sich der Akku in einer Lagerphase. Bei einem spontanen Reinigungsauftrag durch den Nutzer muss der Saugroboter daher zuerst seinen Akku aufladen.
Um eine spontane Reinigungsaufgabe ohne Verzögerung beginnen zu können, sollte der Akku möglichst nicht leer sein. Gleichzeitig sollte der Akku nicht immer nachgeladen und durch Erhaltungsladungen strapaziert werden, um die Lebensdauer des Akkus zu erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, dem Nutzer ein Betriebsverfahren zu bieten, das sich durch eine nutzerbedingte Akkuladung auszeichnet und gleichzeitig eine erhöhte Lebensdauer des Akkus gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere eines Bodenreinigungsgeräts zur autonomen Bearbeitung von Bodenflächen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß gibt bei einem Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere eines Bodenreinigungsgeräts zur autonomen Bearbeitung von Bodenflächen wie ein Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter, das einen Akku aufweist, ein Nutzer an einem trabgaren Zusatzgerät vor, in welchem Zeitfenster das mobile, selbstfahrende Gerät mindestens eine vorgegebene Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig seine Nachladezeit des Akkus in diesem Zeitfenster bestimmt. Zudem oder alternativ gibt der Nutzer an, in welchem Zeitraum das mobile, selbstfahrende Gerät keine Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig zu einem Ende des Zeitraums hin bestimmt, den Akku auf seine volle Ladekapazität aufzuladen. Insbesondere gibt der Nutzer dadurch indirekt an, in welchem Zeitraum der Akku des mobilen, selbstfahrenden Geräts nicht zu laden ist (mit Ausnahme zum Ende hin), es sei denn, ein Ladestand des Akkus unterschreitet eine vorgegebene Ladekapazität (vorgegebener Minimalwert).
Erfindungsgemäß ist ein Laden des Akkus des mobilen, selbstfahrenden Geräts also nur in definierten und vorgegebenen Zeitfenstern erlaubt, womit auf diese Weise optimale Bedingungen für den Akku geschaffen werden können und so seine Lebensdauer mit Vorteil erhöht werden kann. Zudem wird ein Zeitlimit durch den Nutzer für die Ladezeit an der Ladestation gesetzt, wodurch sich insgesamt eine Gesamtdauer zur Abarbeitung eines Reinigungsauftrags benutzergewünscht reduzieren lässt. Insbesondere gibt der Nutzer ein Zeitlimit an, innerhalb dessen das mobile, selbstfahrende Gerät seine Aufgabe zu beenden hat, sodass das Gerät auf dieser Grundlage seine Nachladezeit anpasst.
Die Gesamtdauer des Reinigungsauftrags kann vorzugsweise gesenkt werden, indem ein zwischenzeitlich notwendiges Nachladen reduziert wird. Der Nutzer gibt insbesondere ein Zeitfenster an, innerhalb dessen das mobile, selbstfahrende Gerät seine Aufgabe zu beenden hat, sodass das Gerät auf dieser Grundlage seine Nachladezeit anpasst. Der Nutzer gibt also eine maximal benötigte Dauer für die Gesamtreinigung inklusive Ladezeit vor. Kann das Gerät seinen Reinigungsauftrag nicht mit einer Akkuladung fertigstellen, so lädt er sich zumindest teilweise wieder auf, beendet jedoch den Ladevorgang vorzeitig und setzt die Reinigung so fort, dass die vorgegebene Gesamtdauer nicht überschritten wird.
Dabei kann der Nutzer eine maximale Zeitdauer angeben, also von Beginn der Reinigung bis zur Fertigstellung der Reinigung inklusive eines zwischenzeitlich stattfindenden Aufladens des Akkus. Alternativ oder zusätzlich kann vom Nutzer eine gewünschte Endzeit vorgegeben werden, beispielsweise 17 Uhr. Schätzt das Gerät ab, dass sein Akku innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters vollständig geladen und zusätzlich die Reinigung vollständig fertiggestellt werden kann, wird ein zwischenzeitlich stattfindendes Laden des Akkus nicht abgebrochen. Dadurch ergibt sich mit Vorteil eine längere Akkulebenszeit. Durch das Erlauben eines möglichen Zeitfensters ergeben sich zudem für das Gerät Freiheiten bei der Gestaltung des Reinigungs- und Ladeablaufs, wobei gleichzeitig garantiert werden kann, dass das Gerät seine Aufgaben zu dem vom Nutzer vorgegebenen Zeitpunkt abgeschlossen hat. Dadurch kann verhindert werden, dass der Nutzer sich in seiner Anwesenheit durch den ablaufenden Reinigungsvorgang gestört fühlt.
Die Auswahl eines Zeitfensters in Form einer Uhrzeit oder einer Gesamtdauer ermöglicht die Realisierung einer Funktion, bei der das mobile, selbstfahrende Gerät nicht mehr nach einer vorbestimmten Tageszeit oder Reinigungsdauer arbeitet. Dadurch wird mit Vorteil eine Störung des Nutzers durch ein fahrendes und arbeitendes Gerät minimiert.
Durch einen von dem Nutzer vorgegebenen Zeitraum, innerhalb dessen der Akku des Geräts nicht nachgeladen wird, kann insbesondere die Alterung des Akkus weiter verzögert und seine Lebensdauer erhöht werden. Der Akku des Geräts wird in dem Zeitraum vorzugsweise nicht geladen, da in diesem Zeitraum absehbar ist, dass das Gerät keine Reinigungsaufträge durchführen soll, wie beispielsweise nachts. Außerhalb des Zeitraums, also zu Zeiten, in denen der Nutzer das Gerät für seine Reinigung nutzen will, wird das Gerät wie gewohnt aufgeladen und steht somit jederzeit für seine Reinigungsaufgaben bereit. Im vorgegebenen Zeitraum des Nicht-Ladens ist ein vorbestimmter kritischer Wert der Ladekapazität des Akkus vorgegeben, der nicht unterschritten werden sollte. Bei einem Unterschreiten dieses Wertes erfolgt eine Erhaltungsladung, die bis zu einem Lagerungsidealen Ladestand oberhalb des kritischen Werts lädt, wie beispielsweise 50% der Akkukapazität, also insbesondere keine Vollladung des Akkus bedeutet. Der Nutzer legt dabei die Start- und Endzeit des Zeitraums selbst fest, um das Reinigungsverhalten seines Geräts an seinen Alltag anzupassen. Vorzugsweise kann der Nutzer eine Mehrzahl von Zeiträumen pro Tag festlegen, in denen der Akku des mobilen, selbstfahrenden Geräts nicht im Einsatz ist und daher nicht zu laden ist, es sei denn, ein Ladestand des Akkus unterschreitet die vorgegebene Ladekapazität. Auch wochentagabhängige Zeiträume, also unterschiedliche Zeiträume je nach Wochentag, können bei Bedarf realisiert werden. Da das Gerät nur außerhalb der Zeiträume auf einem nahezu vollen Ladestand gehalten wird, und nur zum Ende des oder der Zeiträume hin und nach Reinigungsfahrten eine Aufladung des Akkus stattfindet, reduziert sich die Belastung des Akkus mit Vorteil. Außerhalb der vorgegebenen Zeiträume steht das Gerät aufgrund der Erhaltungsladung dem Nutzer sofort mit vollem Ladestand zur Verfügung.
Die festgelegten Zeiträume wirken sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Akkus des Geräts aus. Wenn ein Nutzer beispielsweise eine Ruhephase von 19 Uhr bis 7 Uhr festlegt, so bedeutet dies etwa 12 Stunden pro Tag, in denen der Akku nicht durch einen erzwungen hohen Ladestand gestresst wird. Für den Akku stellen sich für etwa die Hälfte seines Lebens bessere Bedingungen ein.
Unter einem mobilen, selbstfahrenden Gerät ist insbesondere ein Bodenreinigungsgerät, beispielsweise Reinigungsgerät, zu verstehen, welches insbesondere im Haushaltsbereich Bodenflächen autonom bearbeitet. Hierunter zählen unter anderem Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter wie beispielsweise Staubsaugerroboter. Diese Geräte arbeiten im Betrieb (Reinigungsbetrieb) bevorzugt ohne oder mit möglichst wenig Nutzereingriff. Beispielsweise fährt das Gerät selbsttätig in einen vorgegebenen Raum, um entsprechend einer vorgegebenen und einprogrammierten Verfahrensstrategie den Boden ab zu reinigen.
Um hierbei jegliche individuellen Umgebungsbesonderheiten beachten zu können, findet bevorzugt eine Explorationsfahrt mit dem mobilen, selbstfahrenden Gerät statt. Unter einer Explorationsfahrt ist insbesondere eine Erkundungsfahrt zu verstehen, die dazu geeignet ist, eine zu bearbeitende Bodenfläche nach Hindernissen, Raumaufteilung und ähnliches zu erkunden. Ziel einer Explorationsfahrt ist es insbesondere, Gegebenheiten des zu bearbeitenden Bodenbearbeitungsbereich einschätzen und/oder darstellen zu können.
Nach der Explorationsfahrt kennt das mobile, selbstfahrende Gerät seine Umgebung und kann diese in Form einer Umgebungskarte an den Nutzer weitergeben, zum Beispiel in einer App (Reinigungs-App) an einem Mobilgerät. In der Umgebungskarte kann dem Nutzer die Möglichkeit gegeben werden, mit dem mobilen, selbstfahrenden Gerät zu interagieren. Der Nutzer kann mit Vorteil Informationen in der Umgebungskarte einsehen und bei Bedarf ändern und/oder anpassen.
Unter einer Umgebungskarte ist insbesondere jegliche Karte zu verstehen, die geeignet ist, die Umgebung des Bodenbearbeitungsbereichs mit all seinen Hindernissen und Gegenständen darzustellen. Beispielsweise zeigt die Umgebungskarte den Bodenbearbeitungsbereich mit den darin enthaltenen Möbeln und Wänden skizzenartig an.
Die Umgebungskarte mit den Hindernissen wird vorzugsweise in der App an einem tragbaren Zusatzgerät dargestellt. Dies dient insbesondere der Visualisierung zu einer möglichen Interaktion für den Nutzer.
Unter einem Zusatzgerät ist vorliegend insbesondere jegliches Gerät zu verstehen, das für einen Benutzer tragbar ist, das außerhalb des mobilen, selbstfahrenden Geräts angeordnet, insbesondere extern und/oder differenziert vom mobilen, selbstfahrenden Gerät ist, und zu einer Anzeige, Bereitstellung, Übermittlung und/oder Übertragung von Daten geeignet ist, wie beispielsweise ein Handy, ein Smartphone, ein Tablet und/oder ein Computer beziehungsweise Laptop.
Auf dem tragbaren Zusatzgerät ist die App, insbesondere die Reinigungs-App, installiert, die zur Kommunikation des mobilen, selbstfahrenden Geräts mit dem Zusatzgerät dient und insbesondere eine Visualisierung des Bodenbearbeitungsbereichs, also des zu reinigenden Wohnraums oder der zu reinigenden Wohnung beziehungsweise Wohnbereichs ermöglicht. Die App zeigt dem Nutzer dabei vorzugsweise den zu reinigenden Bereich als Umgebungskarte an. Der Nutzer kann in der App zum Beispiel Reinigungsaufträge eingeben, verwalten, starten, beenden, und/oder Reinigungsparameter oder Befehle eingeben, und/oder die Ladekapazität des Akkus überprüfen.
Unter einem Nutzer ist insbesondere jeglicher Endkunde beziehungsweise Endverbraucher zu verstehen, der das mobile, selbstfahrende Gerät nutzt und insbesondere einen Reinigungsauftrag und/oder eine Reinigungsfahrt in der eigenen Wohnung beziehungsweise in eigenen Wohnräumen durchführen lässt.
Unter einem Akku ist insbesondere jeglicher Akkumulator zu verstehen, der geeignet ist, wiederaufgeladen zu werden. Unter einem Ladestand des Akkus ist insbesondere die tatsächliche Ladekapazität zu verstehen, die zum gegebenen Zeitpunkt vorhanden ist. Eine vorgegebene nicht zu unterschreitende beziehungsweise minimale Ladekapazität gibt einen minimalen Ladestand an (vorgegebener Minimalwert), wobei bei Unterschreiten ein Laden des Akkus zur Folge hat.
Unter einem Zeitfenster ist insbesondere jegliche Zeitdauer zu verstehen, die insbesondere eine Startzeit und eine Endzeit und eine Zeitphase dazwischen beinhaltet. Ebenso ist unter einem Zeitraum jegliche Zeitdauer zu verstehen, die insbesondere eine Startzeit und eine Endzeit und eine Zeitphase dazwischen beinhaltet.
Unter selbsttätig ist insbesondere zu verstehen, dass das mobile, selbstfahrende Gerät ohne Nutzereingriff beziehungsweise Nutzerangabe oder Nutzervorgabe vorzugsweise automatisch seine Nachladezeit bestimmt, festlegt, startet, beendet und/oder plant.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Akku bei geringer Ladekapazität während einer Reinigungsfahrt in dem Zeitfenster derart wieder aufgeladen, dass das vom Nutzer vorgegebene Zeitfenster für einen Reinigungsauftrag insgesamt nicht überschritten wird. Durch das von dem Nutzer vorgegebenen Zeitfenster, also durch Setzen eines Zeitlimits durch den Nutzer, wird die Ladezeit an der Ladestation begrenzt. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Gerät nur eine minimale Zeitdauer an der Ladestation verbringt. Insbesondere teilt das Gerät frei ein, wie lange es seinen Akku in dem Zeitfenster lädt. Der Nutzer erlaubt dem Gerät also eine maximale Gesamtdauer oder setzt eine Endarbeitszeit, bis zu der das Gerät mit seiner Reinigung fertig zu sein hat. Bei entsprechenden Zeitvorgaben ist es möglich, dass das Gerät nach Abschluss der Reinigungsarbeiten einen nicht vollständig leeren, sondern einen teilweise geladenen Akku aufweist, und so vom Nutzer bei Bedarf direkt im Anschluss für weitere Reinigungsarbeiten eingesetzt werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform unterbricht das mobile, selbstfahrende Gerät den Ladevorgang, um im Zeitfenster die Reinigungsaufgabe zu beenden. Vorliegend wird also nicht die Reinigungszeit beziehungsweise Aufgabenzeit durch die Nutzervorgaben zeitlich begrenzt, sondern die Zeitreduzierung wird über die Ladezeit realisiert, die abhängig von der Nutzervorgabe begrenzt wird. Eine Nutzervorgaben- Anpassung erfolgt also basierend auf der Grundlage der Nachladezeit. Kann das Gerät seine Reinigungsaufgabe nicht mit der vorhandenen Akkuladung fertigstellen, lädt das Gerät seinen Akku teilweise wieder auf, beendet jedoch den Ladevorgang vorzeitig und setzt die Reinigung so fort, dass die vom Nutzer vorgegebene Gesamtdauer nicht überschritten wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Berechnung einer verbleibenden Zeit im Zeitfenster durch Analyse zurückliegender Reinigungsfahrten unter Berücksichtigung von benötigter Zeit und/oder Energieverbrauch bei entsprechender Leistungsstufe. Wann das Gerät den Ladevorgang abbrechen muss, um seine Reinigung rechtzeitig beenden zu können, erfolgt also durch eine gezielte Analyse. Das Gerät lernt dabei, wie lange es für welche Räume beziehungsweise Flächen benötigt und kann daraus abschätzen, wie lange ein noch nicht beendeter Teil der Reinigung dauern wird. Das Gerät lernt also, wieviel Akkuladung für die einzelnen Räume / Flächen benötigt wird und kann daraus abschätzen, wieviel Ladung nun noch für den noch nicht beendeten Teil der Reinigung nachgeladen werden muss.
Hat das Gerät zuvor noch keine Reinigungsfahrten durchgeführt, an denen es seine Schätzung orientieren kann, kann ein werkseitiger Standartwert pro Raum / Fläche Anwendung finden. Alternativ kann eine Vorgabe des Zeitfensters durch den Nutzer so lange untersagt bleiben, bis das Gerät zu einer Schätzung bereit ist beziehungsweise eine Schätzung möglich ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird dem Nutzer auf dem Zusatzgerät ein Warnhinweis ausgegeben, falls die Reinigungsaufgabe mit notwendigem Ladevorgang länger als das vorgegebene Zeitfenster benötigt. Sobald also eine Schätzung der benötigten Akkuladung durchgeführt werden kann, beispielsweise nach drei absolvierten Reinigungsfahrten, kann dem Nutzer bei Einstellung des Zeitfensters eine Rückmeldung gegeben werden, ob dieses Zeitfenster vom Gerät eingehalten werden kann. Benötigt das Gerät mit hoher Wahrscheinlichkeit länger als der Nutzer zugelassen hat, so kann dem Nutzer das Einstellen des zu begrenzten Zeitfensters verwehrt werden, oder es wird ein entsprechender Hinweis an den Nutzer ausgegeben, mit dem der Nutzer entscheiden kann, ob und/oder dass das Gerät in diesem Fall die Reinigung abbrechen soll, obwohl es diese noch nicht beendet hat.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Zeitfenster eine maximale Zeitdauer, die unterschritten werden kann. Das Zeitfenster beinhaltet also eine maximale Zeitdauer von Beginn der Reinigung bis zur Fertigstellung inklusive eines möglicherweise zwischenzeitlich stattfindenden Aufladens des Akkus. Schätzt das Gerät, dass es seinen Akku innerhalb des Zeitfensters vollständig laden und die Reinigung komplett fertigstellen kann, dann wird das Laden nicht abgebrochen. Für den Akku ergibt sich dadurch, dass dieser nicht vollständig entleert wird, was sich positiv auf die Akkulebensdauer auswirkt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bestimmt das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig seine Reinigungszeit in diesem Zeitfenster. Das bedeutet, dass das Gerät selbst entscheidet, ob und wann es seinen Akku lädt, und wann es welche Reinigungsaufgaben durchführt. Die zeitliche Abfolge von Reinigungsauftrag und Akkuladung bleibt dabei dem Gerät überlassen. Zum Beispiel schätzt das Gerät vor Beginn des Reinigungsauftrags ab, ob seine aktuelle Akkuladung für ein Beenden der Aufgabe ausreicht. Basierend auf dieser Schätzung kann die Reinigung vor Erreichen eines niedrigen Akkustandes unterbrochen werden, um den Akku zu laden. So kann der Akku weiter geschont werden, da sich weitaus seltener niedrige Ladungsstände im Akku ergeben.
Um zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt das Gerät die zwischenzeitliche Ladung des Akkus abbrechen und die Reinigung fortsetzen muss, bezieht das Gerät die für eine Reinigung der verbleibenden Fläche notwendige Zeit in die Berechnung mit ein. Eine zusätzliche Betrachtung der für diesen Bereich notwendigen Akkuladung ist nicht zwingend erforderlich. Dem Nutzer kann bei der Erstellung des Zeitfensters eine Information zur Einhaltbarkeit des angesetzten Zeitfensters ausgegeben werden, die sich sowohl auf die für die Reinigung und das Laden notwendige Zeit, als auch auf die für die Reinigung und somit das Nachladen benötigte Akkuladung beziehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform setzt bei Überschreiten des Zeitfensters das mobile, selbstfahrende Gerät seine Reinigungsaufgabe fort, falls diese in einem vorbestimmten Toleranzzeitbereich beendet werden kann. Die Abschätzung, wie lange das Gerät für einen noch verbleibenden Anteil der Reinigung benötigt beziehungsweise wie viel Ladung im Akku dafür notwendig ist, kann von dem tatsächlichen Wert durch unvorhergesehene Ereignisse wie beispielweise neue oder verschobene Hindernisse, die umfahren werden müssen, neue oder verschobene Teppiche, die mehr Energie als Hartböden benötigen, und ähnliches abweichen, womit ein Überschreiten des Zeitfensters eintreten kann. Der Nutzer kann entscheiden, wie das Gerät bei einem Überschreiten des Zeitfensters verfahren soll. Innerhalb eines gewissen Toleranzbereichs, der insbesondere durch den Nutzer definiert wird, kann das Gerät seine Reinigung fortsetzten und versuchen, diese fertig zu stellen. Alternativ kann der Nutzer vorgeben, dass das Gerät ungeachtet des noch nicht gereinigten Bereichs die Reinigung zwingend abbricht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bestimmt das mobile, selbstfahrende Gerät seine Nachladezeit derart, dass diese nach Beenden einer Raum- oder Flächenreinigung startet. Insbesondere für den Nutzer ist es vorteilhaft, wenn das Gerät seine Reinigungsaufgabe bei einem leeren Akku nicht mitten in einem Raum abbricht und dann nach erfolgter Ladung dort wieder fortsetzt, sondern wenn das Gerät immer einen Raum beziehungsweise eine vom Nutzer definierte Fläche vollständig fertigstellt, und nach dem Laden des Akkus mit einer anderen Fläche beginnt. Hierfür schätzt das Gerät bereits bei beziehungsweise vor Beginn der Reinigung eines Raums oder einer Fläche ab, ob die verbleibende Akkuladung ausreicht, um die Reinigung des Raumes abzuschließen. Ist keine Fläche in einer Liste der zur Reinigung vorgesehenen Flächen klein genug beziehungsweise die dafür notwendige Ladung groß genug, um deren Reinigung vor einer notwendigen Rückkehr zur Ladestation fertigzustellen, fährt das Gerät direkt zur Ladestation. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform führt das mobile, selbstfahrende Gerät eine Raum- oder Flächenreinigung und/oder deren Reinigungsabfolge abhängig von der Ladekapazität durch. Hierbei findet insbesondere Beachtung, dass für Räume beziehungsweise Flächen, für deren Reinigung das Gerät mehr Zeit beziehungsweise Ladung benötigt als für andere Räume beziehungsweise Flächen, mehr Ladung im Akku vorhanden sein muss, womit es vorteilhaft ist, wenn das Gerät mit eben diesen Räumen beziehungsweise Flächen beginnt. Sind nach dem Aufladen des Akkus nur noch Flächen übrig, für deren Reinigung das Gerät wenig Zeit beziehungsweise Ladung benötigt, so muss während des Nachladens auch weniger Ladung in den Akku geladen werden. Die Ladedauer kann also geringer ausfallen und entsprechend vorzeitig abgebrochen werden. Ist vom Nutzer vorgesehen, dass das Gerät immer nur komplette Räume beziehungsweise Flächen reinigen und bei Erreichen des Endes des Zeitfensters zwingend seine Reinigung beenden soll, so kann das Gerät die Reihenfolge der Reinigungsaufgaben beziehungsweise der zu reinigenden Räume / Flächen variieren, wobei beim nächsten Zeitfenster die eventuell ausgelassenen Räume / Flächen vorgezogen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird dem Nutzer die Möglichkeit gegeben, über die Reinigungs-App die aktuelle zwischenzeitliche Ladephase des Geräts zu unterbrechen und damit die Reinigung fortzusetzen. Das Gerät hat in diesem Fall eventuell nicht genug Ladung im Akku, um die Reinigung vollständig abzuschließen. Durch einen Hinweis, dass das vorgezogene Fortsetzen der Reinigung und damit das Abbrechen des Nachladens dazu führen kann, dass das Gerät die Reinigung nicht vollenden kann, kann der Nutzer davon in Kenntnis gesetzt werden. Der Nutzer kann aktiv darüber entscheiden, die Reinigung komplett fertigzustellen und noch weiter zu Laden, oder die Reinigung mit geringerer Ladung möglichst schnell, aber eventuell unvollständig zu Ende zu bringen. In Falle der unvollständigen Reinigung setzt das Gerät nach einem Laden des Akkus die Reinigung nicht fort, sondern mit dem vom Nutzer gegebenen Befehl wird vorgegeben, dass das Gerät, sollte der Akkuladestand zu niedrig sein, bevor die gewünschte Reinigung abgeschlossen ist, den Reinigungsauftrag mit dem Fahren zur Ladestation beendet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform greift das mobile, selbstfahrende Gerät auf einen Kalender des Nutzers zu, um selbsttätig das Zeitfenster und/oder den Zeitraum zu generieren. In diesem Fall wird das Zeitfenster und/oder der Zeitraum vom Nutzer nicht aktiv vorgegeben, sondern passiv über seinen eigenen Kalender. Hier besteht also die Möglichkeit, dem Gerät die Berechtigung zu erteilen, auf den Kalender zuzugreifen. Vorzugsweise können die Bewohner beziehungsweise Nutzer einer gemeinsamen Wohnung einstellen, ob eine Störung durch das Gerät in Ordnung ist, oder ob sie zu bestimmten Zeitfenstern beziehungsweise Zeiträumen von einer Reinigungsaufgabe des Geräts nicht gestört werden wollen, oder ob eventuell nur vorbestimmte Bereiche oder Flächen bei der Reinigung ausgelassen werden sollen, zum Beispiel, wenn sich die Nutzer laut Kalender in ihrer Wohnung befinden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Ladestand des Akkus in dem Zeitraum, in welchem der Akku des mobilen, selbstfahrenden Geräts nicht zu laden ist, zwischen 20% und 80%,, bevorzugt zwischen 30% und 50%, und/oder außerhalb des Zeitraums größer als 80% gehalten. Der Akku des Geräts wird also im vorbestimmten Zeitraum nicht oder zumindest kaum geladen (die Ladekapazität soll hierbei einen maximalen Wert, also einen vordefinierten Schwellwert, nicht übersteigen), da in dem Zeitraum absehbar ist, dass das Gerät keine Reinigungsaufträge durchführen soll, wie zum Beispiel nachts. Außerhalb des Zeitraums, in denen absehbar ist, dass der Nutzer das Gerät für seine Reinigung nutzen will, wird das Gerät stattdessen wie gewohnt entsprechend einer notwendigen Ladekapazität, also über den vordefinierten Schwellwert, geladen und steht dadurch dem Nutzer jederzeit zur Verfügung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt die vorgegebene Ladekapazität (vorgegebener Minimalwert) 20% oder weniger. In dem vorbestimmten Zeitraum wird insbesondere keine Erhaltungsladung beim Akku durchgeführt, die den Akku wieder vollständig lädt. Sinkt der Ladestand in dem Zeitraum jedoch unter einen kritischen Minimalwert, beispielsweise 20% der Akkukapazität, so wird der Akku auf einen Lagerungs-idealen Ladestand von zum Beispiel 50% der Akkukapazität geladen. In dem Zeitraum wird der Ladestand des Akkus durch Selbstentladung und durch weiterhin aktive Verbraucher im Gerät insgesamt abnehmen. Durch die insgesamt niedrige Akkukapazität in der Zeit ergeben sich verbesserte Bedingungen für den Akku, die sich positiv auf dessen Lebensdauer auswirken. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird zu dem Ende des Zeitraums der Akku auf seine volle Ladekapazität aufgeladen. Zum Ende des Zeitraums, rechtzeitig bevor der Nutzer das Gerät verwenden will, wird der Akku also wieder auf seine volle Ladekapazität aufgeladen. Für die tägliche Routine oder spontan zu startende Reinigungsaufgaben nach dem Zeitraum steht dem Gerät der volle Akku zur Verfügung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird zu einem Beginn des Zeitraums, insbesondere nach seiner Reinigungsaufgabe, der Akku nicht geladen. Es ist möglich, dass sich ein Reinigungsauftrag mit dem Beginn des eingestellten Zeitraums überlappt. Bevorzugt wird die Reinigungsfahrt in diesem Fall nicht abgebrochen, sondern fortgesetzt. Vorzugsweise wird der Akku hierbei nach Beendigung der Reinigungsfahrt nicht wieder geladen, es sei denn, der Ladestand unterschreitet die vorgegebene minimale Ladekapazität. Insbesondere ist eine Überlappung von einem Reinigungsauftrag und dem Zeitraum von Vorteil, da der Akku in diesem Fall für den restlichen Zeitraum einen niedrigen Akkustand und somit verbesserte Lagerbedingungen aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gerät vom Nutzer manuell in dem Zeitraum für eine Reinigung gestartet werden. Dazu schätzt das Gerät ab, ob der ihm verbleibende Akkustand für diesen Reinigungsauftrag ausreicht und das Gerät somit den Akku vor Beginn der Reinigungsfahrt nicht aufladen muss. Reicht der Akkustand nicht aus, so wird vor der Reinigungsfahrt der Akku geladen. Mittels einer Schätzung durch das Gerät, wieviel Ladung für das Fertigstellen des Auftrags notwendig ist, reicht eine Teilaufladung des Akkus aus. Alternativ kann der Akku hierbei auch vollständig geladen werden. Benötigt ein in dem Zeitraum stattfindender Reinigungsauftrag mehr Akkuladung als im Akku verfügbar ist, so kann eine Zwischenladung durchgeführt werden, um den Reinigungsauftrag abschließen zu können.
Liegt das Ende des Reinigungsauftrags innerhalb des Zeitraums, so wird der Akku nach der Reinigungsfahrt nicht oder bei Unterschreiten des vorgegebenen Minimalwerts nur bis zu einem Schwellwert aufgeladen.
Sowohl die reduzierte Anzahl an Erhaltungsladungspulsen bei hoher Zellspannung als auch der generell reduzierte Ladestand wirken sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Akkus aus. Wenn ein Nutzer beispielsweise einen Zeitraum von 19 Uhr bis 7 Uhr festlegt, so bedeutet dies etwa 12 Stunden pro Tag, in denen der Akku nicht durch einen erzwungen hohen Ladestand gestresst wird. Für den Akku stellen sich damit für etwa die Hälfte seiner Laufzeit bessere Bedingungen ein.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, lediglich Beispiele darstellenden Ausführungen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : ein schematisches Diagramm, das die Gesamtdauer unterschiedlicher Nachladeverfahren bei Staubsaugerrobotern darstellt,
Figur 3: ein schematisches Diagramm nach dem Stand der Technik, dass die Zeit gegen den Ladestand eines Staubsaugerroboters darstellt,
Figuren 4 bis 6: jeweils ein schematisches Diagramm, das die Zeit gegen den
Ladestand eines Staubsaugerroboters darstellt, und
Figuren 2, 7: jeweils ein Ablaufdiagramm für eine Reinigung durch einen Staubsaugerroboter mit Zeitfenster beziehungsweise Zeitraum.
In Figur 1 ist schematisch der Erfindungsgedanke gezeigt, wie die Gesamtdauer T der Abarbeitung eines Reinigungsauftrags eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere eines Staubsaugerroboters, reduziert werden kann, indem eine Ladezeit des Staubsaugerroboters an der Ladestation durch Setzen eines Zeitfensters durch einen Nutzer begrenzt wird. Das Zeitdiagramm der Figur 1 zeigt dabei einen Vergleich zwischen einem klassischen Nachladen 1 mit einem intelligenten Nachladen 2 und dem Zeitfensterbasierten Nachladen 3.
Bei dem klassischen Nachladen 1 startet der Staubsaugerroboter seine Reinigungsaufgabe zum Zeitpunkt T1. Die Reinigung wird dabei solange durchgeführt, bis aufgrund einer geringen Ladekapazität eines Akkus des Staubsaugerroboters zum Zeitpunkt T2 ein Nachladen notwendig wird. Dabei erfolgt im klassischen Prinzip ein vollständiges Aufladen des Akkus von dem Zeitpunkt T2 bis zum Zeitpunkt T3. Nach dem vollständigen Aufladen zum Zeitpunkt T3 wird die Reinigung fortgesetzt, bis diese zum Zeitpunkt T4 vollständig durchgeführt beziehungsweise abgeschlossen ist.
Beim intelligenten Nachladen 2 wird die Gesamtdauer der Reinigung inklusive Nachladen des Akkus reduziert, indem der Staubsaugerroboter bei Bedarf berechnet, wieviel Ladung im Akku notwendig ist, um den vorgesehenen Reinigungsauftrag zu beenden, wobei dann nur so viel Energie in den Akku geladen wird, wie tatsächlich notwendig ist. Vorliegend startet die Reinigung zum Zeitpunkt T1, bis ein Aufladen zum Zeitpunkt T2 aufgrund der geringen Ladekapazität notwendig wird. Hierbei wird der Akku jedoch lediglich teilweise nachgeladen. Zum Zeitpunkt T21 wird das Nachladen des Akkus vom Staubsaugerroboter abgebrochen und die Reinigung fortgesetzt, bis diese zum Zeitpunkt T23 erfolgreich beendet wird. Im Vergleich zum klassischen Nachladen 1, bei dem der Akku beim Nachladen zu 100 % gefüllt wird, bevor der Staubsaugerroboter die Reinigung fortsetzt, wird beim intelligenten Nachladen 2 also der Ladevorgang vom Staubsaugerroboter beendet, sobald ausreichend Ladung im Akku vorhanden ist. Dadurch kann mit Vorteil die Gesamtdauer der Reinigung inklusive Akkuladung signifikant reduziert werden.
Bei dem Zeitfenster-basierten Laden 3 führt das mobile, selbstfahrende Gerät seine Aufgaben autonom durch. Neben der selbstständigen Planung und Ausführung der Reinigungsaufgaben zählen hierzu das eigenständige Auffinden der Ladestation und das Wiederaufladen des Akkus, um für zukünftige Reinigungsaufgaben genügend Ladekapazität zur Verfügung zu haben. Um den Nutzer dabei so wenig wie möglich zu stören beziehungsweise zu behindern, ist es dabei von Vorteil, durch Setzen eines Zeitlimits beziehungsweise eines Zeitfensters durch den Nutzer die Ladezeit an der Ladestation zu begrenzen. Unter Umständen ist es jedoch nicht notwendig, eine lediglich minimale Zeitdauer des Geräts an der Ladestation einzuplanen. Ist beispielsweise der Nutzer zur Zeit der Reinigungsdurchführung nicht zuhause, ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Gerät schnellstmöglich fertig wird. Bei dem Zeitfenster-basiertem Laden erlaubt der Nutzer dem Gerät daher eine maximale Gesamtdauer oder eine Endtageszeit, bis zu der das Gerät fertig zu sein hat. Die Einteilung der Reinigungs- und Ladezeit kann das Gerät in diesem Zeitfenster frei einteilen, wobei die Gesamtdauer auch unterschritten werden kann. Das Gerät passt also seine Nachladezeit auf der Grundlage des Zeitfensters an. Beim Zeitfenster-basiertem Laden 3 startet der Staubsaugerroboter seine Reinigungsaufgabe zum Zeitpunkt T1. Die Reinigung wird dabei solange durchgeführt, bis aufgrund einer geringen Ladekapazität eines Akkus des Staubsaugerroboters zum Zeitpunkt T2 ein Nachladen notwendig wird. Bezüglich der möglichen Dauer der Ladezeit schätzt das Gerät ab, wie lange es für einen noch verbleibenden Anteil der Reinigung benötigt und/oder wie viel Ladung im Akku hierfür tatsächlich notwendig ist, wodurch die minimal notwendige Ladezeit bestimmt werden kann. Die Schätzung basiert dabei auf bereits durchgehführte Reinigungsfahrten des Geräts. Berücksichtigt bei der Ladezeitdauer wird zudem ein Endzeitpunkt T25, der vom Nutzer vorgegeben ist, und zu dessen Zeitpunkt die Gesamtreinigung inklusive Ladezeit abgeschlossen sein soll. Abhängig von dem vorgegebene Zeitfenster T1 bis T25 beendet das Gerät seinen Ladevorgang zum Zeitpunkt T22, um die Gesamtreinigung zum Zeitpunkt T24, der vor dem Endzeitpunkt T25 liegt, vollständig beenden zu können.
Ist das vom Nutzer vorgebebene Zeitfenster T1 bis T24 von Anfang an nicht einzuhalten, da es beispielsweise zu eng bemessen ist, kann dem Nutzer bei der Eingabe des Zeitfensters eine entsprechende Rückmeldung und/oder ein entsprechender Warnhinweis ausgegeben werden.
In Figur 2 ist ein Ablaufdiagramm für ein Reinigungsverfahren mit Zeitlimitierung dargestellt. Im ersten Verfahrensschritt 101 programmiert der Nutzer einen Reinigungsauftrag mit Zeitlimit oder startet ein Reinigungsprogramm mit Zeitlimit. Als nächstes beginnt der Staubsaugerroboter mit seiner Reinigung (Schritt 102). Falls der Staubsaugerroboter die Reinigung komplett vor Erreichen des Zeitlimits beendet, kehrt dieser zur Ladestation zurück (Schritt 103). Falls der Staubsaugerroboter seine Reinigung unterbrechen muss, um seinen leeren Akku aufzuladen, fährt dieser zur Ladestation und beginnt das Laden des Akkus (Schritt 104). Dabei schätzt der Staubsaugerroboter ab, wieviel Zeit benötigt wird, um die verbleibende(n) Fläche(n) zu reinigen und bestimmt so den Zeitpunkt, wann das Aufladen abgebrochen werden muss (Schritt 105). Zum berechneten Zeitpunkt unterbricht der Staubsaugerroboter das Aufladen des Akkus und setzt seine Reinigung fort (Schritt 106). Beendet der Staubsaugerroboter die komplette Reinigung vor Erreichen des Zeitlimits, kehrt dieser zur Ladestation zurück (Schritt 107). Wird im Schritt 108 das Zeitlimit erreicht, bevor der Roboter die Reinigung abschließen kann, und erlaubt der Nutzer keine Überschreitung des Zeitlimits, bricht der Staubsaugerroboter bei Erreichen des Zeitlimits die Reinigung ab (Schritt 109) und kehrt zur Ladestation zurück (Schritt 110). Erlaubt der Nutzer eine Überschreitung des Zeitlimits um einen Toleranzwert (Schritt 111) und wird das Zeitlimit erreicht, schätzt der Staubsaugerroboter ab, wieviel Zeit benötigt wird, um die verbleibende Fläche zu reinigen und prüft, ob diese Zeitdauer kleiner ist als ein vom Nutzer definierter Toleranzwert (Schritt 112). Ist die geschätzte Restzeit größer als der Toleranzwert, so bricht der Staubsaugerroboter seine Reinigung ab (Schritt 113) und kehrt zur Ladestation zurück (Schritt 114). Ist die geschätzte Restzeit dagegen kleiner oder gleich dem Toleranzwert, beendet der Staubsaugerroboter die Reinigung vollständig und kehrt danach zur Ladestation zurück (Schritt 115).
Bei dem Reinigungsverfahren können also unvorhergesehene Ereignisse wie beispielsweise verschobene Hindernisse und ähnliches, die die Reinigungszeit beeinflussen, von dem Staubsaugerroboter berücksichtigt werden. Hierzu gibt der Nutzer vor, wie der Staubsaugerroboter bei einer Überschreitung des Zeitlimits verfahren soll. Innerhalb eines von dem Nutzer definierten Toleranzbereiches kann der Staubsaugerroboter seine Reinigung fortsetzen und versuchen, diese fertig zu stellen. Alternativ kann der Nutzer vorgeben, dass der Staubsaugerroboter ungeachtet des noch nicht gereinigten Bereichs die Reinigung zwingend abbricht.
Der Staubsaugerroboter kann vor Beginn des Reinigungsauftrags abschätzen, ob seine aktuelle Akkuladung für ein Beenden der Aufgabe ausreicht (bei Schritt 102). Darauf basierend kann die Reinigung schon vor Erreichen eines niedrigen Akkustandes unterbrochen werden, um den Akku zu laden (beispielsweise bereits bei Schritt 102). In diesem Fall wird der Akku weiter geschont, da sich seltener niedrige Ladungsstände im Akku ergeben.
Der Staubsaugerroboter bezieht im Schritt 105 nur die für eine Reinigung der verbleibenden Flächen notwendige Zeit in seine Berechnung mit ein, um zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt der Staubsaugerroboter die zwischenzeitliche Ladung des Akkus abbrechen und die Reinigung fortsetzen muss. Im Gegensatz dazu kann im Schritt 101 dem Nutzer bei der Erstellung des Zeitlimits eine Information zur Einhaltbarkeit des angesetzten Zeitlimits ausgegeben werden, die sich sowohl auf die für die Reinigung und das Laden notwendige Zeit, als auch auf die für die Reinigung und somit das Nachladen benötigte Akkuladung beziehen.
Vorteilhaft ist es, wenn der Staubsaugerroboter im Schritt 104 seine Reinigung bei einem leeren Akku nicht mitten im Raum abbricht, und anschließend dort fortsetzt, sondern wenn immer ein Raum beziehungsweise eine vom Nutzer definierte Fläche vollständig fertiggestellt und nach dem Laden des Akkus bei einem anderen Raum oder einer anderen Fläche begonnen wird. Hierfür schätzt der Staubsaugerroboter vor Beginn der Reinigung eines Raumes oder einer Fläche ab, ob die verbleibende Akkuladung ausreicht, um die Reinigung des Raumes oder der Fläche abzuschließen. Ist keine Fläche in der Liste der zur Reinigung vorgesehenen Flächen klein genug beziehungsweise die dafür benötigte Ladung groß genug, um deren Reinigung vor einer notwendigen Rückkehr zur Ladestation fertig zu stellen, fährt der Staubsaugerroboter direkt zur Ladestation.
Dabei ist zu beachten, dass für Räume oder Flächen, für deren Reinigung der Staubsaugerroboter mehr Zeit beziehungsweise Ladung benötigt, auch mehr Ladung im Akku vorhanden sein muss. Es ist vorteilhaft, wenn der Staubsaugerroboter mit diesen Räumen beziehungsweise Flächen beginnt. Sind nach dem Aufladen des Akkus nur noch Flächen übrig, für deren Reinigung der Staubsaugerroboter wenig Zeit und Ladung benötigt, ist es beim Nachladen ausreichend, nur wenig Ladung in den Akku zu laden, womit die Ladedauer geringgehalten werden kann.
Der Staubsaugerroboter kann die Reihenfolge der Räume beziehungsweise Flächen beim nächsten Reinigungsauftrag variieren, und die ausgelassenen Räume beziehungsweise Flächen vorziehen, falls vorgegeben ist, dass nur komplette Räume beziehungsweise Flächen zu reinigen sind, und/oder der Staubsaugerroboter nach Erreichen seines Zeitlimits zwingend seine Reinigung beenden soll.
Der Nutzer kann im Schritt 106 über seine App am Handy die aktuelle zwischenzeitliche Ladephase des Staubsaugerroboters unterbrechen, um die Reinigung fort zu setzen. Hat der Staubsaugerroboter hierbei nicht genug Ladung im Akku, um die Reinigung vollständig abzuschließen, kann dem Nutzer ein Hinweis ausgegeben werden, dass das vorgezogene Fortsetzen der Reinigung und damit das Abbrechen des Nachladens dazu führen kann, dass der Staubsaugerroboter die Reinigung nicht vollenden kann. Dadurch ist ein aktives Eingreifen des Nutzers möglich. Dieser kann entscheiden, ob es ihm wichtig ist, die Reinigung vollständig fertigzustellen und noch weiter zu Laden, oder ob er die Reinigung lieber möglichst schnell abschließen will, auch wenn diese dann unvollständig ist. Wird das Laden vorzeitig abgebrochen, beendet der Staubsaugerroboter den Reinigungsauftrag bei niedrigem Akkustand, bevor die gewünschte Reinigung abgeschlossen ist, mit dem Fahren zur Ladestation oder einem anderen Ausgangspunkt.
Im Schritt 101 ist es neben der aktiven Vorgabe des Zeitlimits durch den Nutzer alternativ möglich, dass der Staubsaugerroboter auf den Kalender des Nutzers zugreift. Hierbei können der Nutzer oder die Bewohner einer Wohnung einstellen, ob sie von einer Reinigungsaufgabe des Roboters nicht gestört werden wollen und/oder ob bestimmte Bereiche oder Flächen gemieden werden sollen, wenn der Nutzer oder die Bewohner sich laut Kalender in der Wohnung befinden.
In den Figuren 4 bis 6 sind Diagramme gezeigt, die vom Nutzer definierte Zeiträume verbildlichen, in denen das Laden des Staubsaugerroboters nicht erlaubt ist, um auf diese Weise bessere Bedingungen für den Akku zu schaffen und somit seine Lebensdauer zu erhöhen. Figur 3 gibt hierzu ein Diagramm nach dem Stand der Technik wieder. Auf der y- Achse ist jeweils der Ladestand bis 100 % aufgetragen. Die x-Achse ist eine Zeitachse.
Das Diagramm der Figur 3 zeigt ein standardmäßiges Verfahren, bei dem der Staubsaugerroboter jederzeit zu einer Reinigung gestartet werden kann und dazu idealerweise immer einen nahezu vollen Ladestand des Akkus aufweist. Der Akku wird nach dem Beenden eines Reinigungsauftrags wieder aufgeladen und in der sich anschließenden Wartezeit vor der nächsten Reinigung trotz einer langsamen Entladung des Akkus durch wiederkehrende Erhaltungsladungen auf einem möglichst vollen Ladewert gehalten. Der dauerhafte hohe Ladestand und die relativ häufigen Ladezyklen basierend auf den mehreren Erhaltungsladungen können den Akku jedoch stressen und schneller altern lassen.
In einem ersten Zeitbereich Z1 wird der Akku an der Ladestation mittels Erhaltungsladungen auf einem möglichst vollen Ladeniveau gehalten. Hierzu findet ein ständiges beziehungsweise sehr häufig wiederkehrendes Laden des Akkus statt, um ein dauerhaftes Halten des Ladezustands auf etwa 100 % der Akkukapazität zu gewährleisten. Zu einem Zeitpunkt t1 erhält der Staubsaugerroboter vom Nutzer ein Reinigungskommando. Im Zeitraum Z2 findet also eine Reinigung statt, bei der der Staubsaugerroboter den vordefinierten Reinigungsauftrag ausführt. Zum Zeitpunkt t2, nachdem der Staubsaugerroboter seinen Reinigungsauftrag beendet hat, fährt der Staubsaugerroboter zur Basisstation, um seinen Akku zu laden. Im Zeitraum Z3 wird der Akku vollständig geladen, bis er zum Zeitpunkt t3 eine volle Akkukapazität aufweist, die mittels Erhaltungsladungen im Zeitraum Z4 auf einem vollen Niveau gehalten wird.
Erfindungsgemäß gibt der Nutzer nun einen Zeitraum an, innerhalb dessen der Akku des Staubsaugerroboters nicht nachgeladen wird, um dessen Alterung zu verzögern und die Lebensdauer zu erhöhen. Dies ist in den Figuren 4 bis 6 grafisch dargestellt.
Der Nutzer gibt dem Akku Ruhephasen (Zeiträume) vor, in denen der Akku nicht geladen wird, sondern sich langsam durch eine intrinsische Entladung oder andere aktive Systeme im Staubsaugerroboter entlädt. Der Nutzer kann dabei die Start- und Endzeiten der Zeiträume selbst festlegen, um das Reinigungsverfahren an seinen Alltag anzupassen. Dabei sind mehrere Zeiträume mit Ruhephasen pro Tag oder unterschiedliche Zeiträume je nach Wochentag möglich. In diesen Zeiträumen wird keine Erhaltungsladung beim Akku durchgeführt, die den Akku wieder vollständig lädt. Sinkt jedoch der Ladestand während einer Ruhephase unter einen kritischen Wert wie beispielsweise 20% der Akkukapazität, wird der Akku auf einen Lagerungs-idealen Ladestand von zum Beispiel 50 % der Akkukapazität geladen. Zum Ende der Ruhephase (Zeitraum) und damit rechtzeitig bevor der Nutzer den Staubsaugerroboter wiederverwendet, wird der Akku auf einen vollen Ladestand aufgeladen. Für die täglichen Routinen oder spontan gestartete Reinigungsaufträge des Nutzers steht dem Staubsaugerroboter daher wieder der volle Akku zur Verfügung.
In einem ersten Zeitraum Z41 befindet sich der Staubsaugerroboter beispielsweise in der Ruhephase und wird demnach nicht geladen. Die Akkukapazität sinkt. Zu dem Zeitpunkt t41 startet der Staubsaugerroboter das Laden an der Ladestation (Zeitraum Z42), um zum Ende der Ruhephase (Zeitpunkt t42) die volle Akkukapazität zu erreichen. Ab dem Zeitpunkt t42 wird der Akku durch Erhaltungsladungen auf einem vollen Ladestand gehalten (Zeitraum Z43), da sich dieser Zeitraum außerhalb der Ruhephase befindet und der Staubsaugerroboter für eventuelle (spontane) Reinigungsaufträge zur Verfügung stehen soll. Zum Zeitpunkt t43 erhält der Staubsauger ein Reinigungskommando und führt im Zeitraum Z44 seinen Reinigungsauftrag aus. Zum Zeitpunkt t44 ist der Reinigungsauftrag beendet und die Ladung des Akkus an der Ladestation beginnt (Zeitraum Z45), bis dieser zu einem Zeitpunkt t45 vollständig geladen ist. Da sich der anschließende Zeitraum Z46 nicht in der vorgegebenen Ruhephase befindet, finden Erhaltungsladungen statt, um die Akkukapazität auf einem hohen Niveau zu halten. Zu einem Zeitpunkt t46 beginnt die Ruhephase (Zeitraum Z47), in dem keine Akkuladung, auch keine Erhaltungsladung, stattfindet. Der Akkustand des Akkus sinkt langsam.
In Figur 5 ist grafisch dargestellt, wie verfahren wird, wenn sich ein Reinigungsauftrag mit dem Beginn der eingestellten Ruhephase überlappt. Die Reinigungsfahrt wird in diesem Fall nicht abgebrochen, sondern fortgesetzt. Nach Beendigung des Reinigungsauftrags wird der Akku nicht geladen, es sei denn, der Ladestand unterschreitet den kritischen Wert (vorgegebenen Minimalwert) von beispielsweise 20 % der Akkukapazität.
In einem ersten Zeitraum Z51 befindet sich der Staubsaugerroboter in einer Ruhephase. Hier findet lediglich eine Akkuladung statt, falls ein kritischer Wert der Akkukapazität unterschritten wird. Zu einem Zeitpunkt t52 endet die vom Nutzer vorgegebene Ruhephase, sodass der Staubsaugerroboter das Laden des Akkus rechtzeitig vorher zum Zeitpunkt t51 beginnt (Zeitraum Z52). Ab dem Zeitpunkt t52 wird der Ladestand des Akkus auf einem hohen, im Wesentlichen vollen Niveau gehalten (Zeitraum Z53). Insbesondere finden Erhaltungsladungen statt. Zum Zeitpunkt t53 erhält der Staubsaugerroboter ein Reinigungskommando und beginnt seine Reinigung (Zeitraum Z54). Während der Reinigungsphase beginnt zu einem Zeitpunkt t54 die vom Nutzer vorgegebene Ruhephase. Trotzdem beendet der Staubsaugerroboter seinen Reinigungsauftrag. Nach Beenden des Reinigungsauftrags (Zeitpunkt t55) verbleibt der Staubsaugerroboter in seiner Ruhephase (Zeitraum Z55). Das bedeutet, der Akku wird nicht geladen, außer, der Ladestand erreicht einen vorgegebenen Minimalwert. Dann erfolgen Ladungen bis zu einem definierten Lagerwert. Am Ende dieser Ruhephase wird der Akku wieder vollständig aufgeladen.
In Figur 6 ist grafisch dargestellt, wie verfahren wird, wenn der Staubsaugerroboter während der Ruhephase für eine Reinigung gestartet wird. Vorab schätz der Staubsaugerroboter ab, ob der ihm verbleibende Akkuladestand für diesen Reinigungsauftrag ausreicht und ein Aufladen des Akkus vor Beginn der Reinigungsfahrt hinfällig ist. Wird eine solche Schätzung nicht durchgeführt, oder wird festgestellt, dass der verbleibende Ladestand nicht ausreicht, wird vor Beginn der Reinigungsfahrt der Akku geladen, vorzugsweise vollständig, oder, falls eine Schätzung vorhanden ist, nur teilweise - abhängig davon, wieviel Ladung für das Fertigstellen des Auftrags notwendig ist. Benötigt ein in der Ruhephase stattfindender Reinigungsauftrag mehr Akkuladung, als im Akku verfügbar ist, findet eine Zwischenladung statt, um den Reinigungsauftrag abschließen zu können. Liegt das Ende des Reinigungsauftrags innerhalb der Ruhephase, wird der Akku nach der Reinigungsfahrt nicht aufgeladen.
Ein erster Zeitraum Z61, in dem Erhaltungsladungen stattfinden, geht zu einem Zeitpunkt t61 in die Ruhephase über (Zeitraum Z62). In dieser Ruhephase erhält der Staubsaugerroboter zum Zeitpunkt t62 ein Reinigungskommando. Der Roboter schätzt ab, dass die im Akku vorhandene Ladung nicht für den Reinigungsauftrag ausreicht und beginnt deshalb mit dem vollständigen Laden des Akkus (Zeitraum Z63). Im anschließenden Zeitraum Z64 führt der Staubsaugerroboter die Reinigung aus, bis diese beendet ist (t64). Da sich der Endzeitpunkt t64 noch in der vorgegebenen Ruhephase befindet, wird der Akku nach Ende der Reinigung in der verbliebenen Ruhephase nur mit Ladungen bis zu einem definierten Lagerwert geladen, falls der Akkustand unter den kritischen Minimalwert fällt.
In Figur 7 ist ein Ablaufdiagramm für ein Reinigungsverfahren mit Ruhephasen dargestellt. Befindet sich der Staubsaugerroboter außerhalb der Ruhephase, und startet der Nutzer einen Reinigungsauftrag, führt der Staubsaugerroboter den Reinigungsauftrag durch, wobei der Akku nach Beenden des Reinigungsauftrags wieder vollständig geladen wird (Schritt 701). Befindet sich der Staubsaugerroboter außerhalb der Ruhephase, und der Ladestand sinkt unter einen definierten Schwellwert, wird der Akku vollständig aufgeladen und auf diesem vollen Niveau gehalten - es erfolgen Erhaltungsladungen auf vollem Niveau (Schritt 702). Befindet sich der Staubsaugerroboter innerhalb der Ruhephase, und startet der Nutzer einen Reinigungsauftrag, wird der Akku zu Beginn der Reinigungstätigkeit vollständig aufgeladen, sodass anschließend der Reinigungsauftrag durchgeführt werden kann (Schritt 703). Befindet sich der Staubsaugerroboter innerhalb der Ruhephase, und der Ladestand sinkt unter einen kritischen Minimalwert, erfolgen Erhaltungsladungen bis zu einem Lagerwert (Teilwert). Der Ladestand wird zwischen dem kritischen Minimalwert und diesem Teil-Niveau gehalten - es erfolgen Erhaltungsladungen auf Basis des Ladungswerts (Schritt 704).

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere Bodenreinigungsgeräts wie ein Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter, mit einem Akku, bei dem ein Nutzer an einem trabgaren Zusatzgerät vorgibt, in welchem Zeitfenster (T1-T25) das mobile, selbstfahrende Gerät mindestens eine vorgegebene Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig seine Nachladezeit des Akkus in diesem Zeitfenster (T1-T25) bestimmt, und/oder
- in welchem Zeitraum (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) das mobile, selbstfahrende Gerät keine Reinigungsaufgabe durchzuführen hat, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig zu einem Ende des Zeitraums (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) bestimmt, den Akku auf seine volle Ladekapazität aufzuladen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Akku des mobilen, selbstfahrenden Geräts in dem Zeitraum (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) mit Ausnahme zum Ende hin nicht zu laden ist, es sei denn, ein Ladestand des Akkus unterschreitet eine vorgegebene Ladekapazität.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Akku bei geringer Ladekapazität in dem Zeitfenster (T1-T25) derart aufgeladen wird, dass das vom Nutzer vorgegebene Zeitfenster (T1-T25) insgesamt nicht überschritten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät den Ladevorgang unterbricht, um im Zeitfenster (T1-T25) die Reinigungsaufgabe zu beenden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Berechnung einer verbleibenden Zeit im Zeitfenster (T1-T25) durch Analyse zurückliegender Reinigungsfahrten unter Berücksichtigung von benötigter Zeit und/oder benötigtem Energieverbrauch bei entsprechender Leistungsstufe erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Nutzer auf dem Zusatzgerät ein Warnhinweis ausgegeben wird, falls die Reinigungsaufgabe mit notwendigem Ladevorgang länger als das vorgegebene Zeitfenster (T1-T25) benötigt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zeitfenster (T1- T25) eine maximale Zeitdauer ist, die unterschritten werden kann. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät selbsttätig seine Reinigungszeit in diesem Zeitfenster (T1- T25) bestimmt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Überschreiten des Zeitfensters (T1-T25) das mobile, selbstfahrende Gerät seine Reinigungsaufgabe fortsetzt, falls diese in einem vorbestimmten Toleranzzeitbereich beendet werden kann. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät seine Nachladezeit derart bestimmt, dass diese nach Beenden einer Raum- oder Flächenreinigung stattfindet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät eine Raum- oder Flächenreinigung und/oder deren Reinigungsabfolge abhängig von der Ladekapazität durchführt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile, selbstfahrende Gerät auf einen Kalender des Nutzers zugreift, um selbsttätig das Zeitfenster (T1-T25) und/oder den Zeitraum (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) zu generieren. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Ladestand des Akkus in dem Zeitraum (Z41 , Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) zwischen 20% und 80%, und/oder außerhalb des Zeitraums (Z41, Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65) größer als 80% gehalten wird. Verfahren nach Anspruch 2 oder 13, wobei die vorgegebene Ladekapazität 20% oder weniger beträgt. Verfahren nach Anspruch 2, 13 oder 14, wobei zu einem Beginn des Zeitraums (Z41 , Z42, Z47, Z51, Z52, Z55, Z62, Z63, Z65), insbesondere nach einer
Reinigungsaufgabe, der Akku nicht geladen wird.
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