(57)【要約】【課題】床面測距センサの誤検知の可能性を低減した自走式電気掃除機を提供する。【解決手段】サイドブラシと、サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、制御部は、サイドブラシの刷毛部が床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する工程を実行し、０超ｔ未満のずらし量をＫとすると、周期ｔの整数倍から、ずらし量Ｋずらした時刻に床面測距センサが測距を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、
前記制御部は、
前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する工程を実行し、
０超ｔ未満のずらし量をＫとすると、前記周期ｔの整数倍から、前記ずらし量Ｋずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように制御することを特徴とする自律走行型電気掃除機。
【請求項２】
当該自律走行型電気掃除機を移動させる駆動モータを有し、
前記床面測距センサの測距タイミングの調整を、前記駆動モータを停止させた状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項３】
前記周期ｔを計測又は再計測する工程を行わせる命令を使用者から受付可能なことを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項４】
前記サイドブラシの種類又は前記刷毛部の本数に係る情報を取得可能なことを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項５】
前記周期ｔを計測又は再計測する工程では、前記床面測距センサの出力信号の計測を、通常運転時の周期よりも短い周期で行うことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項６】
床面の種類の変動を検知する電流検知回路を有し、
前記床面測距センサの測距タイミングを、前記電流検知回路の検知結果に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至５何れか一項に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項７】
サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機の調整方法であって、
前記制御部が、
前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する工程を実行し、
０超ｔ未満のずらし量をＫとすると、前記周期ｔの整数倍から、前記ずらし量Ｋずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように調整することを特徴とする自律走行型電気掃除機の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式センサを用いて、周囲の障害物等を検出して、障害物等を回避するように自律的に駆動可能な自律走行型電気掃除機が知られている。
【０００３】
特許文献１は床表面におけるクリフを検出する複数の床近接センサ１４０の構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９５８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では床近接センサの機械的な構造を開示しているが、検知に係る制御については特に言及していない。しかし、床近接センサと床面との間に自律走行型電気掃除機の部品、例えばサイドブラシが横切る場合、この部品によって床面が存在すると誤検知する虞がある。例えば、サイドブラシがセンサの検知範囲を横切るタイミングとセンサの値取得のタイミングとが一致してしまった場合、サイドブラシがセンサによって検知されて床面と誤認される虞がある。すなわち、段差（床面）なしを検知すべき箇所で、床面ありと誤判定する可能性がある。さらにサイドブラシの刷毛の本数が増えた場合には、この誤判定の可能性も増加する。
【０００６】
また、センサ動作の単位時間当たりの回数を増やした場合、回路の消費電流が増加するため、掃除時間が短くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記事情に鑑みてなされた本発明の自律走行型電気掃除機は、サイドブラシと、該サイドブラシが通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサと、制御部と、を有する自律走行型電気掃除機であって、前記制御部は、前記サイドブラシの刷毛部が前記床面測距センサの検知範囲を通過する周期ｔを計測する工程を実行し、０超ｔ未満のずらし量をＫとすると、前記周期ｔの整数倍から、前記ずらし量Ｋずらした時刻に前記床面測距センサが測距を行うように制御することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の斜視図である。
【図２】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の底面図である。
【図３】実施形態１に係る自律走行型電気掃除機の制御部を含むブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成される必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材で構成されること、複数の構成要素が一の部材で構成されること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが互いに重複すること、を許容する。
【００１０】
なお、自律走行型電気掃除機１（図１参照）が進行する向きのうち、自律走行型電気掃除機１が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪１１６が対向する方向を左方及び右方とする。すなわち図１等に示す様に前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、自律走行型電気掃除機１の前方側にサイドブラシ１５が取付けられている。
【００１１】
＜実施形態１＞
図１は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機１の斜視図、図２は底面図である。
自律走行型電気掃除機１は、掃除領域（例えば、室内）を自律的に移動しながら床面を掃除する掃除機である。自律走行型電気掃除機１は、上壁（及び一部の側壁）である上ケース１１１、底壁（及び一部の側壁）である下ケース１１２、及び前部に設置されるバンパ１８、を含んで構成される本体１１を備える。下ケース１１２は、自律走行型電気掃除機１の動作時に床面に対向する。下ケース１１２には、前方にサイドブラシ１５が左右それぞれに設けられている。サイドブラシ１５は、上下方向を軸として回転可能であり、刷毛部１５４のそれぞれは、根元弾性部１５３を介して回転軸であるサイドブラシホルダ１５１に取付けられている。各サイドブラシ１５は、刷毛部１５４を３つ有しているが、刷毛部１５４の個数は１つ以上であれば特に制限されない。
【００１２】
根元弾性部１５３又は刷毛部１５４が回転によって通過する領域の少なくとも一部を検知範囲に含む床面測距センサ２１１が設けられている。本実施形態では、下ケース１１２に床面測距センサ２１１が取り付けられており、自律走行型電気掃除機１が床面に載置されて駆動しているときに、床面が床面測距センサ２１１よりも下方にあるかを検知する。この検知は、床面が閾値距離以内にあるか否かを検知するものであってもよいし、床面までの距離を定量的に計測可能なものであってもよいが、後者が好ましい。本明細書では、何れの場合も「測距」と称する。
【００１３】
床面測距センサ２１１としては公知の光学式センサを種々用いることができるが、例えば、赤外線を射出する発光部と、赤外線を検知可能な受光部とを有するものを採用できる。赤外線が床面などに当たって反射すると受光部が赤外線を検知し、これを以て床面が存在すると判定できる。
【００１４】
なお、自律走行型電気掃除機１の上後方側には、ダストケース４が設けられている。本実施形態の自律走行型電気掃除機１は、制御装置２の演算処理によって自律的に駆動輪１１６を駆動させて清掃する。
【００１５】
［床面測距センサ２１１のセンシングタイミングの調整］
図３は、本実施形態の制御部３００を含むブロック図である。自律走行型電気掃除機１は、次の調整開始工程、計測工程、及び調整工程を含む種々の制御を実行する制御部３００を有している。制御部３００は、駆動輪１１６に駆動力を与える駆動モータ１１７、床面測距センサ２１１、及びサイドブラシ１５に回転力を与えるサイドブラシモータ１１７を制御できる。また、制御部３００は、駆動モータ１１７の回転数やサイドブラシモータ１５２の回転数を検知できると好ましい。さらに制御部３００は、床面測距センサ２１１の測距状態を取得できる。制御部３００は、自律走行型電気掃除機１の制御を統括している。
【００１６】
（調整開始工程）
まず、自律走行型電気掃除機１の運転を開始させ、通常運転に影響がない工程において、サイドブラシ１５を回転させる。「通常運転に影響がない工程」とは、例えば充電台から離間しない状態で掃除とは別途行う工程としても良いし、通常運転とは異なる調整開始工程を行わせる使用者の命令をリモコンや本体のボタンから発せられるようにしても良い。また、続く計測工程では、床面測距センサ２１１に対する床面の関係性が維持されることが好ましいため、駆動輪１１６（駆動モータ）は停止させておくことが望ましい。駆動輪１１６の停止は、少なくとも計測工程が終了するまで継続することが望ましい。
【００１７】
（計測工程）
次に、サイドブラシ１５を回転させながら、床面用測距センサ２１１からの出力信号を計測する。出力信号の計測は、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うのが望ましく、少なくとも互いに隣接する刷毛部１５４が床面測距センサ２１１の検知範囲を横切る周期よりも早く行う。これを達成するために、連続信号とみなせる程度の短い周期で行うことが望ましいが、その他には例えば、サイドブラシ１５の刷毛部１５４の本数の情報及びサイドブラシ１５を回転させるモータの速度情報を取得する取得部を設けても良い。刷毛部１５４の本数の情報は、予め記憶させておいても良いし、例えばサイドブラシ１５が複数種類存在する型式の場合は、サイドブラシ１５の種類を区別可能に構成したり刷毛部１５４の本数を使用者が入力できるように構成したりすることで取得させることができる。
【００１８】
サイドブラシ１５の刷毛部１５４が床面用測距センサ２１１の検知範囲を通過しているか否かに応じて、床面用測距センサ２１１の検知状態（出力信号）が変動する。この変動は刷毛部１５４の通過する周期によって或る程度定期的に変動する。このような信号を時間情報と関連付けて取得するために、マイコンの内部で時間計測を開始させる。
【００１９】
なお、省エネの観点から、通常運転時に出力信号を取得する周期は、計測工程で出力信号を取得する周期より長い方が好ましい。
この計測工程では、測距するタイミングの一部において、サイドブラシ１５が検知範囲を横切るタイミングに一致してもよい。短い周期で出力信号の計測を行うことにより、サイドブラシ１５の回転に起因して変動する床面測距センサ２１１の検出信号値の時間変化が得られる。一定時間、計測値の取得を行うと、サイドブラシ１５の回転特性（刷毛部１５４が通過する周期、回転の速さなど）が分かる。
【００２０】
（調整工程）
この回転特性から、回転方向で隣接する刷毛部１５４がそれぞれ床面測距センサ２１１を横切る周期ｔがわかる。すなわち、或る刷毛部１５４が通過した時刻から次の刷毛部１５４が通過した時刻までの時間ｔが分かる。取得した検出信号値の波形等から時間ｔを推定する。
【００２１】
自律走行型電気掃除機１は、時間ｔと例えば同じ周期でかつ刷毛部１５４が横切る時刻からｔ／２ずれたタイミングで、床面測距センサ２１１による測距を行うように調整する。これにより、サイドブラシ１５による床面測距センサ２１１の測距への影響を低減することが出来る。
床面測距センサ２１１の計測周期は、ｔの自然数倍（Ｍ倍）にすることができるが、１倍（Ｍ＝１）が好ましい。また、タイミングのずらし量Ｋは、０＜Ｋ＜ｔで任意であるが、ｔ／４≦Ｋ≦３ｔ／４が好ましい。すなわち、或る刷毛部１５４が床面測距センサ２１１の検知範囲を横切った時刻を０とすれば、床面測距センサ２１１の計測タイミングを、（Ｍｔ＋Ｋ）とすることができる。
このような一連の工程を設けることにより、例えば、刷毛部１５４の形状が変わった場合、または刷毛部１５４の本数が３本から６本になるなど変更された場合においても、刷毛部１５４が床面測距センサ２１１を遮断する間隔を取得して、床面測距センサ２１１の検知タイミングを調整することが出来る。
【００２２】
なお、これら一連の工程（周期ｔの計測を含む工程）を製品（自律走行型電気掃除機１）の出荷前に予め一度行っておき、床面測距センサ２１１の検知タイミングを調整した状態にしても良いし、自律走行型電気掃除機１の出荷後最初に運転するときに自動で行うようにしても良いし、使用者の命令に応じて計測又は再計測するようにしてもよい。
【００２３】
［床面の種類への対応］
サイドブラシ１５の回転速度は、床面の素材による摩擦にも依存する。例えば絨毯上で駆動された場合等、サイドブラシ１５に掛かる負荷が比較的大きくなる。この場合所定の回転数が得られない、または定回転にならない等が懸念されるが、別に、サイドブラシ１５を駆動するモータの電流を検知する電流検知回路を設けることで床面の種類を推定すれば、回転数と電流の関係から、タイミングの補正を行うことで対応出来る。電流検知回路の値を利用すれば、駆動輪１１６の駆動によって自律走行型電気掃除機１が異なる床面を移動する場合でも、床面測距センサ２１１の検出タイミングを調整することができる。なお、例えば出荷前に上記の工程を行う場合、フローリング又は畳の床面について工程を行うと好ましい。
【符号の説明】
【００２４】
１        自律走行型電気掃除機
１１      本体
１１１    上ケース
１１２    下ケース
１１２１  サイドブラシ取付部
１１３    吸口部
１１６    駆動輪
１１７    駆動モータ
１３      掻取りブラシ
１４      回転ブラシ
１５      サイドブラシ
１５１    サイドブラシホルダ
１５２    サイドブラシモータ
１５３    根元弾性部
１５４    刷毛部
１７      補助輪
１８      バンパ
２１１    床面用測距センサ
３００    制御部
４        ダストケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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