(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面を走行するための電動走行機構と、床面を走行しながら掃除するための電動掃除機構と、バッテリーと、前記電動走行機構および前記電動掃除機構へ前記バッテリーからの電力を制御して供給する制御部とを搭載した筐体を備え、
前記制御部は前記筐体の走行を水平面に対して傾斜した斜面で停止させるとき、前記筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向を、前記筐体が自重によって下降しない方向まで前記筐体を移動させた後に、前記電動走行機構への電力供給を停止し、
前記電動走行機構は、前記筐体を支持して走行させるための一対の第１および第２駆動輪および少くとも１つの従動輪と、前記第１および第２駆動輪の各々を駆動する第１および第２モータとを備え、第１および第２駆動輪の車軸が同軸に配列され、前記筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向が前記車軸に直交する方向であり、
前記制御部は、前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、前記第１駆動輪を駆動する第１モータをロックして第１駆動輪を一旦ロックし、前記第２駆動輪を駆動する第２モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止して第２駆動輪を開放した後、第１モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止して第１駆動輪を開放することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、前記バッテリーの残量が所定値以下になった後前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、前記第１駆動輪を駆動する第１モータをロックして第１駆動輪を一旦ロックし、前記第２駆動輪を駆動する第２モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止して第２駆動輪を開放した後、第１モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止して第１駆動輪を開放する請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
床面を走行するための電動走行機構と、床面を走行しながら掃除するための電動掃除機構と、バッテリーと、前記電動走行機構および前記電動掃除機構へ前記バッテリーからの電力を制御して供給する制御部とを搭載した筐体を備え、
前記制御部は前記筐体の走行を水平面に対して傾斜した斜面で停止させるとき、前記筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向を、前記筐体が自重によって下降しない方向まで前記筐体を移動させた後に、前記電動走行機構への電力供給を停止し、
前記電動走行機構は、前記筐体を支持して走行させるための一対の第１および第２駆動輪および少くとも１つの従動輪と、前記第１および第２駆動輪の各々を駆動する第１および第２モータとを備え、第１および第２駆動輪の車軸が同軸に配列され、前記筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向が前記車軸に直交する方向であり、
前記第１および第２モータが第１および第２駆動輪の回転の有無を検知するためのロータリーエンコーダを備え、前記制御部は、前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、前記筐体の微小角度の旋回動作と、前記第１および第２モータへの前記バッテリーからの電力供給の停止動作を、第１および第２モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止したときに両駆動輪が回転を停止するまで、くり返すことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、前記バッテリーの残量が所定値以下になった後前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、前記筐体の微小角度の旋回動作と、前記第１および第２モータへの前記バッテリーからの電力供給の停止動作を、第１および第２モータへの前記バッテリーからの電力供給を停止したときに両駆動輪が回転を停止するまで、くり返す請求項３に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明の背景技術としては、バッテリー（電池）から電力の供給をうけて駆動する自走式掃除機において、バッテリー残量が少なくなると、バッテリーからの電力供給が停止するまでの間にバッテリー残量が少ないことをユーザーに報知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７５８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の自走式掃除機は、斜面上でバッテリー残量がなくなった場合、駆動輪を電気的にロックできないため、掃除機は自重によって駆動輪が回転し、傾斜面を下降して家具などに衝突し、家具を傷付けたり、掃除機自体を損傷させるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、傾斜面でバッテリー残量が少なくなってバッテリーからの給電がなくなっても、自重で傾斜面を下降しないようにした自走式掃除機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、床面を走行するための電動走行機構と、床面を走行しながら掃除するための電動掃除機構と、バッテリーと、電動走行機構および電動掃除機構へバッテリーからの電力を制御して供給する制御部とを搭載した筐体を備え、制御部は筐体の走行を水平面に対して傾斜した斜面で停止させるとき、筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向を、筐体が自重によって下降しない方向まで筐体を移動させた後に、電動走行機構への電力供給を停止することを特徴とする自走式掃除機を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、斜面上でバッテリー残量が少なくなった場合、制御部は、筐体が自重で斜面を下降しようとする方向を、斜面の傾斜方向に対して筐体が自重で下降しない方向まで変更した後に電動走行機構への電力供給を停止するので、筐体は斜面を下降することがなくなり、傾斜面を下降して家具などに衝突し、家具を傷付けたり、掃除機自体を損傷させることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の上面斜視図である。
【図２】図１に示す自走式掃除機の底面図である。
【図３】図１に示す自走式掃除機の制御回路のブロック図である。
【図４】図１に示す自走式掃除機の側面から見た内部構成説明図である。
【図５】図１に示す自走式掃除機に搭載されるバッテリーのバッテリー残量Ｂｒ対バッテリー端子電圧Ｖｂの特性を示す特性図である。
【図６】この発明の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の自走式掃除機の設置状況を示す説明図である。
【図８】この発明の第１実施形態の変形例を示す図６対応図である。
【図９】この発明の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の第３実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の自走式掃除機は、床面を走行するための電動走行機構と、床面を走行しながら掃除するための電動掃除機構と、バッテリーと、電動走行機構および電動掃除機構へバッテリーからの電力を制御して供給する制御部とを搭載した筐体を備え、制御部は筐体の走行を水平面に対して傾斜した斜面で停止させるとき、筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向を、筐体が自重によって下降しない方向まで筐体を移動させた後に、電動走行機構への電力供給を停止することを特徴とする。
【００１０】
例えば、電動走行機構は、筐体を支持して走行させるための一対の第１および第２駆動輪および少なくとも１つの従動輪と、前記第１および第２駆動輪の各々を駆動する第１および第２モータとを備え、第１および第２駆動輪の車軸が同軸に配列され、筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向が前記車軸に直交する方向に設定される。
【００１１】
制御部は、筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、第１駆動輪を駆動する第１モータをロックして第１駆動輪を一旦ロックし、第２駆動輪を駆動する第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止して第２駆動輪を開放した後、第１モータへのバッテリーからの電力供給を停止して第１駆動輪を開放することが好ましい。
【００１２】
第１および第２モータが第１および第２駆動輪の回転の有無を検知するためのロータリーエンコーダを備え、制御部は、筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、筐体の微小角度の旋回動作と、第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給の停止動作を、第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止したときに両駆動輪が回転を停止するまで、くり返してもよい。
【００１３】
前記筐体が筐体の方位を検知する３軸加速度センサを備え、制御部は、筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、第１および第２駆動輪の車軸の方向と斜面の傾斜方向とが一致するように筐体を旋回させた後に、第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止してもよい。
【００１４】
以下、図面に示す第１〜第３実施形態を用いてこの発明を詳述する。これらの実施形態によってこの発明は限定されるものではない。
【００１５】
（第１実施形態）
（１）自走式掃除機の構成
図１はこの発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の上から見た斜視図であり、図２は図１に示される自走式掃除機の底面図であり、図３は図１に示す自走式掃除機の制御回路のブロック図である。また、図４は図１に示す自走式掃除機の側面から見た内部構成説明図である。
【００１６】
この発明に係る自走式掃除機（以下、掃除ロボットという）は、床面を自走しながら、床面上の塵埃を空気と共に吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面を掃除する、つまり走行清掃を行うようになっている。
【００１７】
掃除ロボット１Ａは、図１に示すように、円盤形の筐体２を備え、この筐体２の上面に排気口４１を備える。図２に示すように、底板２ａには回転ブラシ３、一対のサイドブラシ４、吸引口１１、右駆動輪５Ｒと左駆動輪５Ｌ、後輪７と前輪８、底板２ａの周縁に配置された５つの床面検知センサ１２、充電用の受電端子４ａ、４ｂおよび電源スイッチ（トグルスイッチ）６２が設けられている。
【００１８】
なお、筐体２は電気絶縁性材料（例えば、ＡＢＳ樹脂）を用いて形成されている。また、筐体２は掃除ロボット１Ａの方位および移動方向などを検知する３軸加速度センサ１３を内蔵する。床面検知センサ１２は、床面に赤外線を照射する発光素子と床面からの反射光を受光する受光素子からなり、床面や床面の段差の有無を検知するようになっている。
【００１９】
また、筐体２内には、図４に示すように吸引口１１に接続された吸引路１０と、吸引路１０の下流側に設けられた集塵部２０と、集塵部２０の下流側に設けられた電動送風機３０と、電動送風機３０と排気口４１とを接続する排気路５０とを備える。また、筐体２の後方には、掃除ロボット１Ａの制御回路（後述する）を搭載する制御基板１５とバッテリー（蓄電池）１４が内蔵されている。集塵部２０は集塵ボックス２１とフィルタ２２から構成される。
【００２０】
筐体２は、図１に示すように、蓋２ｂ1および蓋２ｂ1の後方位置に形成された排気口４１を有する平面視円形の天板２ｂと、底板２ａと天板２ｂの間の外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。天板２ｂには掃除ロボット１Ａの起動・停止の指令を入力する入力部６３と、ユーザーへ各種の情報を通知（出力）する出力部７１が設けられている。
【００２１】
底板２ａ（図２）には、前輪８および左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒの下部を筐体２内から外部へ突出させる複数の孔部が形成されている。また、側板２ｃの前方には、図１に示すように掃除ロボット１Ａの進行方向の障害物を検出する複数の超音波センサ９が設けられている。
【００２２】
この実施形態では、超音波センサ９は、３つの超音波受信部２３ａと２つの超音波発信部２３ｂを交互に備える。超音波発信部２３ｂから障害物へ発信された超音波が超音波受信部２３ａに反射され障害物が検出される。
【００２３】
左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒ（図２）は、それぞれ筐体２の底板２ａと平行で、かつ、図２に示す軸線Ｘに同軸の回転軸５Ｌａ，５Ｒａを中心に回転可能に設けられており、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが同一方向に回転すると矢印Ｙ１，Ｙ２方向に筐体２が進退し、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが互いに逆方向に回転すると筐体２が旋回するようになっている。
【００２４】
左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒの回転軸５Ｌａ，５Ｒａは、後述する一対の駆動輪用モータに、それぞれから個別に回転力が得られるように減速ギアを介して連結されており、各駆動輪用モータは筐体２の底板２ａの内面に直接またはサスペンション機構を介して固定されている。
【００２５】
前輪８は従動ローラからなり、進路上に現れた段差に接触したとき、筐体２が上りの段差を容易に乗り越えられるよう、駆動輪５が接触する床面から少し浮き上がる位置に筐体２の底板２ａに回転自在に設けられている。
【００２６】
後輪７は自在車輪からなり、床面と接触するように筐体２の底板２ａの後方部に回転自在に設けられている。
このように、筐体２に対して前後方向の中間に左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒを配置し、前輪８を床面から浮かせ、掃除ロボット１Ａの全重量を左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒと後輪７によって支持できるように、筐体２に対して前後方向に重量が配分されている。これにより、進路前方の塵埃を前輪８によって遮ることなく吸込口１１に導くことができる。
【００２７】
前述の回転ブラシ３は、筐体２の底板２ａと平行な軸を中心に回転可能に吸込口１１の入口に設けられている。また、底板２ａにおける吸込口１１の左右両側のサイドブラシ４は、底板２ａと垂直な回転軸を中心に回転するようになっている。
【００２８】
回転ブラシ３は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成され、後述する回転ブラシ駆動モータにより駆動される。
【００２９】
サイドブラシ４は、回転軸の下端に放射状に設けられた４本のブラシ束を有している。サイドブラシ４の回転軸は、底板２ａに垂直に筐体２の内面に支持されると共に、後述するサイドブラシ駆動モータにより駆動される。
【００３０】
（２）自走式掃除機の制御系の構成
制御基板１５（図４）に搭載され掃除ロボット１Ａの制御を行う制御回路は、図３に示すように、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３からなるマイクロコンピュータを備える制御部５４、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒをそれぞれ駆動する駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒを個別に制御するためのモータドライバ回路５７、回転ブラシ３を駆動する回転ブラシ駆動モータ５８を制御するためのモータドライバ回路５９、２つのサイドブラシ４を同時に駆動するサイドブラシ駆動モータ７０を制御するためのモータドライバ回路９２、電動送風機３０に組込まれた送風機モータ６９を制御するためのモータドライバ回路６８、バッテリー１４からの電力を制御回路に入力する電源スイッチ６２、各種センサ６７を駆動制御するセンサ制御ユニット６６、入力部６３および出力部７１を備える。
【００３１】
各種センサ６７は、後述するロータリーエンコーダや、前述の床面検知センサ１２、超音波センサ９，３軸加速度センサ１３などを含む。モータ５５Ｌ，５５Ｒ，５８，６９，７０にはＤＣモータが用いられるが、この実施形態では駆動車輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒには、ＤＣブラシレスモータ（ロータリーエンコーダ内蔵）が用いられ、モータドライバ回路５７は、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒの正逆転動作、速度制御および停止時のロック（拘束）動作などをそれぞれ行うようになっている。
【００３２】
このような構成において、電源スイッチ６２がＯＮになると、バッテリー１４の出力電力は、モータドライバ回路５７，９２，５９，６８へそれぞれ供給されると共に、制御部５４、入力部６３、出力部７１、センサ制御ユニット６６などへもそれぞれ供給される。
【００３３】
そして、制御部５４のＣＰＵ５１は中央演算処理装置であり、入力部６３と各種センサ６７から受けた信号を、ＲＯＭ５２に予め記憶されたプログラムに基づいて演算処理し、モータドライバ回路５７，９２，５９、６８などへ出力するようになっている。
【００３４】
左右の駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒに内蔵されるロータリーエンコーダは各モータの回転を検知し、制御部５４はそのロータリーエンコーダの出力と３軸加速度センサ１３（図２）の出力から掃除ロボット１Ａの走行速度や走行距離、位置と方位などを常に検知（監視）してＲＡＭ５３に格納する。つまり、モータ５５Ｌ，５５Ｒのロータリーエンコーダと３軸加速度センサ１３とによって掃除ロボット１Ａの位置、移動方向、移動距離および傾きなどを監視する監視センサが構成される。
【００３５】
また、入力部６３は図１に示すように天板２ｂに設けられ、使用者が制御部５４（図３）へ「起動指令」や「停止指令」などを入力するタッチスイッチを備える。
なお、ＲＡＭ５３は、掃除ロボット１Ａの各種動作条件や各種センサ６５の出力などを記憶するようになっている。
【００３６】
また、ＲＡＭ５３は、掃除ロボット１Ａの走行マップを記憶することができる。走行マップは、掃除ロボット１Ａの走行経路や走行速度などといった走行に係る情報であり、予めユーザーによってＲＡＭ５３に記憶させるか、あるいは掃除ロボット１Ａ自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。
【００３７】
図５はバッテリー（蓄電池）１４を一定電流で放電したときのバッテリー残量Ｂｒ（％）に対するバッテリー端子電圧Ｖｂの変化を示す。図５から、バッテリー残量Ｂｒの低下に伴って、端子電子Ｖｂは、徐々に低下し、最終的に放電終止電圧（再充電可能電圧）Ｖｓまで低下可能であることが分かる。
【００３８】
ここでは、端子電圧ＶｂがＶｓ（放電終止電圧）まで低下したときのバッテリー残量Ｂｒを０％としている。なお、バッテリー１４には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池又はＮｉ−Ｃｄ電池が用いられる。
【００３９】
（３）自走式掃除機の動作
このように構成された掃除ロボット１Ａにおいて、ユーザから入力部６３を介して「起動指令」が入力されると、電動送風機３０、駆動輪５Ｌ，５Ｒ、回転ブラシ３およびサイドブラシ４が駆動する。
【００４０】
これにより、回転ブラシ３、サイドブラシ４、駆動輪５Ｌ，５Ｒおよび後輪７が床面に接触した状態で、筐体２は所定の範囲を自走しながら吸込口１１から床面の塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ３の回転によって床面上の塵埃は掻き上げられて吸込口１１に導かれる。また、サイドブラシ４の回転によって吸込口１１の側方の塵埃が吸込口１１に導かれる。
【００４１】
吸込口１１から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図４に示されるように、筐体２の吸引路１０を通り、集塵ボックス２１内に流入する。集塵ボックス２１内に流入した気流は、フィルタ２２を通過し、排気路５０を通って排気口４１へ排出される。この際、集塵ボックス２１内の気流に含まれる塵埃はフィルタ２２によって捕獲されるため、集塵ボックス２１内に塵埃が堆積する。このようにして、床面上の掃除が行われる。
【００４２】
なお、前述のように、掃除ロボット１Ａは左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより旋回できる。
【００４３】
例えば、掃除ロボット１Ａは、大きな段差（クリフ）に差しかかったときや掃除領域の周縁に到達した場合、および進路上の障害物に接近した場合、床面検知センサ１２（図２）やその他の各種センサがそれを制御部５４（図３）に通知し、駆動輪５が停止する。次に、左右の駆動輪５を互いに逆方向に回転して向きを変える。
【００４４】
これにより、掃除ロボット１Ａは、設置場所全体あるいは所望範囲全体に大きい段差や障害物を避けながら自走して掃除することができる。
【００４５】
なお、掃除ロボット１ＡはＲＯＭ５２に予め記憶されたプログラムやＲＡＭ５３に予め格納された走行経路に基づいて所望の走行パターンにより掃除を行うことができる。
【００４６】
所望の走行パターンにより所定の掃除作業を終了すると、掃除ロボット１Ａはホームポジション（充電台）に帰還し、バッテリー１４が受電端子４ａ，４ｂを介して充電台（図示しない）から充電されるようになっている。
【００４７】
ここで、第１実施形態における掃除ロボット１Ａの具体的な動作の流れを図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
同図に示すように、電源スイッチ６２が投入されて入力部６３から起動指令が入力されると（ステップＳ１）、掃除ロボット１Ａは所定の掃除作業を実行する（ステップＳ２）。
【００４９】
そして、所定の掃除作業が完了したか否かが判定される（ステップＳ３）。作業が完了していない状態で、バッテリー１４の端子電圧Ｖｂが図５に示すようにＶｘまで低下してバッテリー残量Ｂｒが、例えば残り５％まで低下したことが検知されると（ステップＳ４）、出力部７１からユーザーに充電を促すために文字情報や音声情報などによる警報が出力される（ステップＳ５）。
【００５０】
次に、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒの両方が電気的にロックされ、それによって左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒがロックされる（ステップＳ６）。
【００５１】
次に、一方の駆動輪用モータ、ここでは左駆動用モータ５５Ｌへのモータドライバ回路５７からの電力の通電が遮断され、左駆動輪５Ｌは駆動制御から開放される（ステップＳ７）。
【００５２】
そこで、図７（ａ）のように斜面１００に掃除ロボット１Ａが存在する場合には、掃除ロボット１Ａは、開放されている左駆動輪５Ｌが重力の作用によって回転するので、ロックされている右駆動輪５Ｒを中心に反時計方向に旋回し、左駆動輪５Ｌの回転が駆動輪用モータ５５Ｌのロータリーエンコーダによって検出される（ステップＳ８）。
【００５３】
そして、掃除ロボット１Ａが図７（ｂ）に示す状態、つまり、回転軸５Ｒａ，５Ｌａを通る軸線Ｘの方向が矢印Ｕで示される傾斜の方向にほぼ一致する（平行になる）と、左駆動輪５Ｌが自然に停止する。それが左駆動用モータ５５Ｌのロータリーエンコーダの出力によって検知される。そこで、モータドライバ回路５７から右駆動輪用モータ５５Ｒへの電力の通電が遮断され、右駆動輪５Ｒも駆動制御から開放される（ステップＳ９）。
【００５４】
これによって、掃除ロボット１Ａは斜面１００の途中に停止し、バッテリー残量がなくなっても、斜面１００を下降することはない。そして、掃除ロボット１Ａが停止した後、出力部７１から出力されている警報が停止される（ステップＳ１０）。
【００５５】
なお、ステップＳ３において所定作業が完了した場合には、掃除ロボット１Ａはホームポジション（充電台）へ帰還する。また、掃除ロボット１Ａが図７（ａ）のような斜面１００に存在しない場合には、ルーチンはステップＳ８から直ちにステップＳ９へと進む。
【００５６】
また、図７（ｂ）は、回転軸５Ｌ，５Ｒを通る軸線Ｘと矢印Ｕで示す傾斜方向とのなす角度をほぼ０度（平行）にした場合を示しているが、必ずしも０度にする必要はなく、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが開放されても掃除ロボット１Ａが自重で斜面１００を下降しない角度にすればよい。当然ながら斜面１００の傾斜角度により回転軸５Ｌ，５Ｒを通る軸線Ｘと矢印Ｕで示す傾斜方向とのなす角度が異なってくる。
【００５７】
図８はこの実施形態の変形例を示す図６対応図である。この変形例では、図６に示すステップＳ８のみがステップＳ８ａに置換されている。つまり、図６のステップＳ８で実施した「ロータリーエンコーダの出力によって駆動輪５Ｌの回転停止を確認する」代りに、「駆動輪５Ｌが停止すると予想される時間ｔ（例えば、５秒間）だけ待つ」ようにしたものである。これによっても、図６に示す実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００５８】
（第２実施形態）
図９はこの発明の第２実施形態の動作を示す図６対応図である。その他の構成は、第１実施形態と同等であるので説明を省略する。
【００５９】
以下、第２実施形態における掃除ロボット１Ａの具体的な動作の流れを図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
同図に示すように、電源スイッチ６２が投入されて入力部６３から起動指令が入力されると（ステップＳ２１）、掃除ロボット１Ａは所定の掃除作業を実行する（ステップＳ２２）。そして、所定の掃除作業が完了したか否かが判定される（ステップＳ２３）。
【００６１】
作業が完了していない状態で、バッテリー１４の端子電圧Ｖｂが図５に示すようにＶｘまで低下してバッテリー残量Ｂｒが、例えば５％まで低下したことが検知されると（ステップＳ２４）、出力部７１からユーザーに充電を促すために文字情報や音声情報などによる警告が出力される（ステップＳ２５）。
【００６２】
次に、駆動輪用モータ５５Ｌ、５５Ｒの両方が一旦ロックされ、それによって、両駆動輪５Ｌ，５Ｒがロックされる（ステップＳ２６）。次に、駆動輪用モータ５５Ｌ，５５Ｒへの電力の通電は遮断され、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒがモータドライバ回路５７の駆動制御から開放される（ステップＳ２７）。
【００６３】
その後、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒがロータリーエンコーダの出力から回転していることが検知されると、掃除ロボット１Ａが斜面を下降し始めた（下降動作有り）と判定され（ステップＳ２８）、両駆動輪５Ｌ，５Ｒがロックされる（ステップＳ２９）。次に、掃除ロボット１Ａは所定の微小角度Δθ（例えば、１０度）だけ旋回する（ステップＳ３０）。
【００６４】
再び、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが開放され（ステップＳ３１）、それらの回転（下降動作有り）が確認される（ステップＳ３２）。ステップＳ２９〜Ｓ３２がくり返されて、回転軸５Ｒａ，５Ｌａを通る軸線Ｘの方向が図７（ｂ）に示すように矢印Ｕで示される傾斜の方向に近づくと、開放されている左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒは回転を自然に停止する。
【００６５】
左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒの停止は、それぞれの駆動用モータ５５Ｌ，５５Ｒのロータリーエンコーダの出力によって検知されるので（ステップＳ３２）、左右駆動輪５Ｌ，５Ｒの開放状態が維持される。
【００６６】
このようにして、掃除ロボット１Ａは斜面１００の途中に停止し、バッテリー残量がなくなっても、斜面１００を下降することはない。掃除ロボット１Ａが停止した後、出力部７１から出力されている警報が停止される（ステップＳ３３）。
【００６７】
なお、ステップＳ２３において、所定作業が完了した場合には、掃除ロボット１Ａはホームポジション（充電台）へ帰還する。また、ステップＳ２８において、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒが回転しない場合には、掃除ロボット１Ａが斜面には存在しないものと判定され、左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒは駆動制御から開放された状態で、ルーチンはステップＳ３３へ進む。
【００６８】
（第３実施形態）
図１０はこの発明の第３実施形態の動作を示す図６対応図である。その他の構成は、第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００６９】
以下、第３実施形態における掃除ロボット１Ａの具体的な動作の流れを図１０に示すフローチャートを用いて説明する。同図に示すように、電源スイッチ６２が投入されて入力部６３から起動指令が入力されると（ステップＳ４１）、掃除ロボット１Ａは所定の掃除作業を実行する（ステップＳ４２）。
【００７０】
そして、所定の掃除作業が完了したか否かが判定される（ステップＳ４３）。作業が完了していない状態で、バッテリー１４の端子電圧Ｖｂが図５に示すようにＶｘまで低下してバッテリー残量Ｂｒが、例えば５％まで低下したことが検知されると（ステップＳ４４）、出力部７１からユーザーに充電を促すために、文字情報や音声情報などによる警報が出力される（ステップＳ４５）。そして、両駆動輪５Ｌ，５Ｒは一旦ロックされる（ステップＳ４６）。
【００７１】
３軸加速度センサ１３（図２）の出力から掃除ロボット１Ａが図７（ａ）に示すように矢印Ｕ方向に傾斜する斜面１００上に、回転軸５Ｒａ，５Ｌａを通る軸線Ｘの方向と矢印Ｕで示す方向とがほぼ直角をなす状態、つまり、両駆動輪５Ｌ，５Ｒがモータドライバ回路５７の駆動制御から開放されると掃除ロボット１Ａが下降する状態であることが検知されると（ステップＳ４７）、掃除ロボット１Ａは旋回する（ステップＳ４８）。
【００７２】
図７（ｂ）に示すように、矢印Ｕで示される傾斜方向と軸線Ｘの方向とが一致したことが、３軸加速度センサ１３によって検知されると（ステップＳ４９）、両駆動輪５Ｌ，５Ｒがモータドライバ回路５７の駆動制御から開放される（ステップＳ５０）。
【００７３】
これによって、掃除ロボット１Ａは斜面１００の途中で停止し、バッテリー残量がなくなっても、斜面１００を下降することはない。掃除ロボット１Ａが停止した後、出力部７１から出力されている警報が停止される（ステップＳ５１）。
【００７４】
なお、ステップＳ４３において、所定作業が完了した場合には、掃除ロボット１Ａはホームポジション（充電台）へ帰還する。また、ステップＳ４７において掃除ロボット１Ａが斜面に存在しない場合には、ルーチンはステップＳ５０へ進む。
なお、第１および第２駆動輪の車軸の方向と斜面の傾斜方向とが一致するとあるが、完全に一致していない状態も含まれる場合がある。これは、掃除ロボットが傾斜面を下降しないように第１および第２駆動輪の車軸の方向と斜面の傾斜方向とが一致する制御しているが、例えば、第１および第２駆動輪の車軸の方向に対して傾斜方向が±５度程度ずれていても、傾斜面から下降しないで停止した状態の場合も含まれる。
（まとめ）
本発明の自走式掃除機は、床面を走行するための電動走行機構と、床面を走行しながら掃除するための電動掃除機構と、バッテリーと、電動走行機構および電動掃除機構へバッテリーからの電力を制御して供給する制御部とを搭載した筐体を備え、制御部は筐体の走行を水平面に対して傾斜した斜面で停止させるとき、筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向を、筐体が自重によって下降しない方向まで筐体を移動させた後に、電動走行機構への電力供給を停止するように構成されている。
本発明の自走式掃除機は、次のように構成されてもよい。
（１）前記電動走行機構は、前記筐体を支持して走行させるための一対の第１および第２駆動輪および少くとも１つの従動輪と、前記第１および第２駆動輪の各々を駆動する第１および第２モータとを備え、第１および第２駆動輪の車軸が同軸に配列され、前記筐体が自重によって斜面を走行しようとする方向が前記車軸に直交する方向である。
このようにすれば、自走式掃除機が斜面上で掃除しているときにバッテリー残量がなくなった場合、バッテリーからの給電がなくなっても、車軸の方向を傾斜の方向に近づけて筐体が自重で傾斜面を下降しないようにすることにより、掃除機が傾斜面を下降して家具などに衝突し、家具などに傷を付けたり、掃除機自体を損傷させることを防止できる。
（２）前記制御部は、前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、前記第１駆動輪を駆動する第１モータをロックして第１駆動輪を一旦ロックし、前記第２駆動輪を駆動する第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止して第２駆動輪を開放した後、第１モータへのバッテリーからの電力供給を停止して第１駆動輪を開放する。
このようにすれば、第１駆動輪を一旦ロックし、第２駆動輪を駆動する第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止して第２駆動輪を開放した後、第１駆動輪を開放するので、確実に傾斜面を下降することを防止できる。
（３）前記第１および第２モータが第１および第２駆動輪の回転の有無を検知するためのロータリーエンコーダを備え、前記制御部は、前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、筐体の微小角度の旋回動作と、前記第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給の停止動作を、第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止したときに両駆動輪が回転を停止するまでくり返す。
また、前記筐体が筐体の傾きを検知する３軸加速度センサを備え、前記制御部は、前記筐体の走行を前記斜面上で停止させるとき、第１および第２駆動輪の車軸の方向と斜面の傾斜方向とが一致するように筐体を旋回させた後に、前記第１および第２モータへのバッテリーからの電力供給を停止する。
このようにすれば、自走式掃除機が傾斜面を下降する位置が殆んど変らない位置で停止させることができるので、停止した位置が正確に把握することができる。
なお、開示された実施形態は、全ての点で例であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ  掃除ロボット、  ２  筐体、  ２ａ  底板、  ２ｂ1 蓋、  ２ｂ  天板、  ２ｃ  側板、  ３  回転ブラシ、  ４  サイドブラシ、  ４ａ  受電端子、  ４ｂ  受電端子、  ５Ｒ  右駆動輪、  ５Ｌ  左駆動輪、  ７  後輪、  ８  前輪、  ９  超音波センサ、  １０  吸引路、  １１  吸引口、  １２  床面検知センサ、  １３  ３軸加速度センサ、  １４  バッテリー、  １５  制御基板、  ２０  集塵部、  ２１  集塵ボックス、  ２２  フィルタ、  ３０  電動送風機、  ４１  排気口、  ５０  排気路、  ６２  電源スイッチ、  ６３  入力部、  ７１  出力部、  １００  斜面、  Ｕ  矢印
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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