(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体を移動させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、駆動手段の回転状態を検知するエンコーダ入力手段と、前記エンコーダ入力手段から得られる実走行速度を積算する実走行速度積算手段と、前記駆動制御手段へ走行・停止の指令をだす本体制御手段と、前記駆動制御手段に出される指令速度を積算する指令速度積算手段と、前記指令速度積算手段から得た積算値に比して前記実走行速度積算手段から得た積算値が、一定の割合以下の場合または、一定の割合以上の場合に駆動系に異常があると判断する駆動系異常判断手段と、前記駆動系異常判断手段が異常と判断したときにこれを報知する駆動系異常報知手段と、前記駆動制御手段に出される指令速度の変化を判断して、その変化が一定以上の場合には、前記指令速度積算手段と前記実走行速度積算手段との積算をクリアする速度変化判断手段とを備えてなる自走式掃除機。
【請求項２】
本体の走行方向を検知する方位センサと、前記方位センサの得る値の変化から走行状況を判断する本体走行判断手段とを備えた請求項１記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、清掃機能と移動機能とを備え、自動的に清掃を行う自走式掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、掃除機に移動機能を付加して清掃時の操作性の向上を図った掃除機が開発されている。特に最近では、これにマイクロコンピュータと各種センサ類を搭載した、いわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発も行なわれている。
【０００３】
この種の自走式掃除機は、清掃機能として本体底部に吸い込みノズルやブラシ等を備え、移動機能として本体内部に蓄電池などの電源を備え、モータで駆動される走行輪や操舵輪等を有し、車輪エンコーダ等を用いて本体の速度制御を行うとともに、光学式誘導手段やジャイロを用いた慣性航法手段等を利用して本体の誘導制御を行っているのが通常である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような自走式掃除機においては駆動制御系統に故障が生じた場合に、使用者に全くわからないまま本体が使用され続けて、本来の性能が発揮されないのをはじめ、異常動作が続く結果として部品の破壊や寿命の低下を招く可能性があり、最悪の場合には制御不能状態になるという課題があった。
【０００５】
また、従来よりエンコーダ入力から走行状況の異常を検知する方法は採られていたが、自走式であるため使用者が付近におらず、どういう状況で、どう異常であったかがわからない場合やエンコーダ入力系統に異常があった場合に、その原因および対応法がわからないために、そのチェックにより手間がかかるまたは正確な対応が困難という課題があった。
【０００６】
本発明は、これらの課題を解決し、指令速度と実走行速度を求めることでコストアップを抑えて、駆動系統の異常やエンコーダ入力系統の異常をすばやく発見し、本体を停止させて異常内容を報知する安全性およびサービス性の高い自走式掃除機を供給することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の第一の手段は、掃除機本体を移動させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、駆動手段の回転状態を検知するエンコーダ入力手段と、前記エンコーダ入力手段から得られる実走行速度を積算する実走行速度積算手段と、前記駆動制御手段へ走行・停止の指令をだす本体制御手段と、前記駆動制御手段に出される指令速度を積算する指令速度積算手段と、前記指令速度積算手段から得た積算値に比して前記実走行速度積算手段から得た積算値が、一定の割合以下の場合または、一定の割合以上の場合に駆動系に異常があると判断する駆動系異常判断手段と、前記駆動系異常判断手段が異常と判断したときにこれを報知する駆動系異常報知手段と、前記駆動制御手段に出される指令速度の変化を判断して、その変化が一定以上の場合には、前記指令速度積算手段と前記実走行速度積算手段との積算をクリアする速度変化判断手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明の第二の手段は、本体の走行方向を検知する方位センサと、前記方位センサの得る値の変化から走行状況を判断する本体走行判断手段とを備えるものである。
【０００９】
【作用】
本発明の第一の手段は以下のように作用する。
【００１０】
駆動制御手段は本体制御手段から指令速度を受取り、駆動手段を制御する。このとき、この指令速度を指令速度積算手段が一定時間積算する。さらに、エンコーダ入力手段はこのときの駆動手段の回転状態を検知しその結果から実走行速度が求められ、この値が実走行速度積算手段に積算される。駆動系異常判断手段はこの二つの積算値を比較し、実走行速度が指令速度に対し一定の割合以下であった場合に駆動系異常と判断する。また、逆に一定の割合以上であった場合にもやはり駆動系異常と判断する。このときの判断基準となる割合は前述の場合すなわち実走行速度が小さい場合よりも少ない比率で判断を行う。駆動系異常と判断した場合には指令速度より大きいのか小さいのかを駆動系異常報知手段によって報知し、本体制御手段によって本体を停止させる。
【００１１】
また、本発明の第一の手段は以下のように作用する。
【００１２】
本体制御手段から出される指令速度の変化を監視し、この変化が急加減速時のレベルの場合には指令速度積算手段および実走行速度積算手段の内容を一度クリアし、再度積算を始めて判断をするようにする。
【００１３】
本発明の第二の手段は以下のように作用する。
【００１４】
本体が移動すれば方位センサの値が変化する。この変化から本体の走行の様子を本体走行判断手段が判断し、実走行速度が指令速度に比して小さいときに本体が動けているかをこの本体走行判断手段が判断し、駆動制御系の異常か駆動状況によるものかを判断するようにする。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の第一の手段の実施例について、図１に基づいて説明する。
【００１６】
１は掃除機本体を移動させる駆動手段であり、２は駆動手段１を制御する駆動制御手段である。３は駆動制御手段２に駆動の指令を出す本体制御手段であり、４は、このとき本体制御手段３から駆動制御手段２に出される指令速度を一定時間積算する指令速度積算手段である。５は駆動手段の状態を検知し実走行速度を求めるエンコーダ入力手段であり、６はこのエンコーダ入力手段５が得た実走行速度を一定時間積算する実走行速度積算手段である。７は実走行速度積算手段６の値と指令速度積算手段４の値とを比較し、駆動系異常かどうかの判断をする駆動系異常判断手段であり、８は駆動系異常判断手段７が異常と判断したときに異常を報知する駆動系異常報知手段である。
【００１７】
以下、本実施例の動作を説明する。駆動制御手段２は本体制御手段３から指令速度を受取り、新しい指令速度と今までの指令速度から駆動手段１を制御して加減速を行う。このとき、この指令速度を指令速度積算手段４が一定時間積算する。さらに、エンコーダ入力手段５はこのときの駆動手段１の回転数を検知し、その結果から実走行速度が求められ、この実走行速度が実走行速度積算手段６に積算される。駆動系異常判断手段７はこの二つの積算値を比較し、実走行速度が指令速度に対し例えば６２．５％以下であった場合に駆動系低速異常と判断する。また、逆に１２５％以上であった場合には駆動系高速異常と判断する。この実走行速度が指令速度に対して大きい場合の判断基準となる割合は生じ安さおよび安全性から考えて、前述の場合すなわち実走行速度が指令速度対して小さい場合よりも少ない比率で判断を行う。駆動系異常判断手段７は異常と判断した場合には指令速度より大きいのか小さいのかを駆動系異常報知手段８によって報知し、本体制御手段３に異常であることを伝え、本体制御手段３は駆動制御手段２を通じて本体を停止させる。
【００１８】
次に、本発明の自走式掃除機の動作に関する第一の参考例について、図２に基づいて説明する。
【００１９】
９は駆動制御手段２に出される指令速度を積算する指令速度積算手段４の積算状況とエンコーダ入力手段５から得られる実走行速度を積算する実走行速度積算手段６の積算状況からこれらの積算値の比がほぼ一定となる積算時間を算出する積算時間算出手段である。
【００２０】
以下、本参考例の動作を説明する。まず、あらかじめ定められた基準積算時間の設定に基づき、指令速度積算手段４は指令速度の積算を行い、実速度積算手段６はエンコーダ入力手段５の入力から求められる実走行速度の積算を行う。このとき、積算時間算出手段９は、絶えず積算時間とその時々の二つの積算値の比の変化をチェックすることで、指令速度積算値と実走行速度積算値の比がほぼ一定になる積算時間を算出する。積算時間算出手段９はこの積算時間を新たな基準積算時間とし、駆動系異常判断手段７はこの基準積算時間によって、以後の駆動系異常判断を行うようにする。これによって、清掃床面や清掃速度に影響される指令速度と実走行速度の比に対して最適な積算時間が求められ、駆動系異常について、確実でより早い判断を行える。
【００２１】
また、本発明の第一の手段の実施例について、図３に基づいて説明する。
【００２２】
１０は駆動制御手段２に出される指令速度の変化を判断してその変化が一定以上の場合には指令速度積算手段４と実走行速度積算手段６の積算をクリアする速度変化判断手段である。
【００２３】
以下、本実施例の動作を説明する。速度変化判断手段１０は本体制御手段３から出される指令速度の変化を監視し、急停止する場合などの通常走行の加減速時の加速度より急な加減速を行った場合には、駆動系異常判断手段７は指令速度積算手段４および実走行速度積算手段６の内容を一度クリアし、再度積算をはじめから行い、定められた積算時間後に判断をする。例えば急停止を行った場合に、それまでの指令速度と実走行速度の積算値にそのまま積算しても停止指令の前後の速度差が大きすぎて、正確な比較ができない。そこで、急激な速度変化後に対してはそれまでの積算を一度クリアし、新たに判断し始めることで停止による誤判断を防ぐとともに、その後の駆動制御により早く反応できるようにしたものである。
【００２４】
次に、本発明の第二の手段の実施例について、図４に基づいて説明する。
【００２５】
１１は本体の走行方向を検知する方位センサであり、１２はこの方位センサ１１の得る値の変化から走行状況を判断する本体走行判断手段である。
【００２６】
以下、本実施例の動作を説明する。本体が移動すれば方位センサ１１の値が変化する。本体走行判断手段１２は、この方位センサの値の方向転換時の変化および直進時の本体の振動による変化を検知することで、本体が速度指令に基づいて正常に動作しているか判断する。このとき実走行速度積算手段６から得られる実走行速度が指令速度積算手段４から得られる指令速度に比して小さいときに、本体走行判断手段１２が判断する走行状況から、駆動系異常判断手段７は本体の走行が正常ならば駆動制御系の異常と判断し、そうでないならば本体の走行状況によるものと判断して、駆動制御系の異常なら駆動異常報知手段８が駆動系低速異常として報知を行い、本体制御手段３は駆動制御手段２を通して本体を停止させる。また、走行状況によるものであれば駆動輪ロック異常として駆動異常報知手段８が報知し、本体制御手段３は駆動制御手段２を通して本体を停止させる。
【００２７】
次に、本発明の自走式掃除機の動作に関する第二の参考例について、図５に基づいて説明する。
【００２８】
１３は実走行速度積算手段６の得る実走行速度の積算値が０の場合に指令速度積算手段４と本体走行判断手段１２から入力系に異常があると判断する入力系異常判断手段であり、１４は、前記入力系異常判断手段１３が入力系に異常があると判断したときにこれを報知する入力系異常報知手段である。
【００２９】
以下、本参考例の動作を説明する。実走行速度積算手段６において実走行速度の積算中に、積算値が０から変化しない場合に、指令速度積算手段４と本体走行判断手段１２とから明らかに本体が走行している場合には、駆動系異常の判断を行うための積算時間を考えずに、入力系異常判断手段１３がエンコーダ入力手段５をはじめとする入力系統に断線等の異常があると判断し、入力系異常報知手段１４がその異常を報知するとともに、本体制御手段３が駆動制御手段２を通して本体を停止させる。エンコーダ入力系統が断線した場合には、指令速度の制御が正確にできず、走行できていないと判断して限界まで指令速度を大きくしてしまう。このため、無制御状態のまま走行してしまう。入力系異常判断手段１３はこの異常をごく短時間に、求めるので安全性をより高めることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第一の手段によれば、駆動輪のロック、スリップ状態や、駆動制御系の異常が起きた場合に、異常を検知し本体を停止させるので、正常な部分への負担を最小限に押さえるとともに、危険な走行を防止できる。また、その内容を報知できるので、使用者またはサービス側がその対応を素早くより正確に行うことができる。
【００３１】
また、速度が急激に変化したときには変化中の積算値をクリアすることで、より正確な積算を行って駆動系の異常判断を行うことができる。
【００３２】
また本発明の第二の手段によれば、本体の走行状態がわかるので、実走行速度が小さい場合に本体が動けているか判断し、駆動制御系の異常かロックやスリップなどの走行状況による異常かが判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の手段の実施例を示す自走式掃除機のブロック図
【図２】本発明の第一の参考例を示す自走式掃除機のブロック図
【図３】本発明の第一の手段の実施例を示す自走式掃除機のブロック図
【図４】本発明の第二の手段の実施例を示す自走式掃除機のブロック図
【図５】本発明の第二の参考例を示す自走式掃除機のブロック図
【符号の説明】
１  駆動手段
２  駆動制御手段
３  本体制御手段
４  指令速度積算手段
５  エンコーダ入力手段
６  実走行速度積算手段
７  駆動系異常判断手段
８  駆動系異常報知手段
９  積算時間算出手段
１０  速度変化判断手段
１１  方位センサ
１２  本体走行判断手段
１３  入力系異常判断手段
１４  入力系異常報知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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