(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の底部に配されて床面の起伏に応じて上下方向に変位し前記筐体を走行させる駆動輪と、
前記筐体に対する前記駆動輪の位置を検出する駆動輪センサと、
前記筐体の底部と床面との距離を検出する床面検出センサと、
前記駆動輪センサおよび前記床面検出センサの検出を逐次参照して段差の有無および、段差を回避するように進路を変更するか否かを判断する走行制御部とを備え、
前記走行制御部は、前記駆動輪センサによる検出位置が予め定められた基準位置より下方になった場合、さらに前記床面検出センサの検出距離を参照し、前記検出距離が予め定められた基準距離より大きい場合は回避走行させるが前記基準距離以下であれば回避を行わずに走行させる自走式電子機器。
【請求項２】
前記走行制御部は、前記駆動輪センサによる検出位置が前記基準位置より下方になった後、回避走行を行わずに予め定められた期間が経過しても前記検出位置が前記基準位置より上方にならない場合は前記駆動輪を停止させる請求項１に記載の自走式電子機器。
【請求項３】
前記回避走行は、一旦走行を停止して後退または前進した後に方向転換して走行する動作である請求項１または２に記載の自走式電子機器。
【請求項４】
前記駆動輪は、少なくとも筐体底部右側の右輪と筐体底部左側の左輪からなり、
前記走行制御部は、前記右輪と前記左輪の駆動速度または駆動方向を異ならせることにより進路を変更する請求項１または２に記載の自走式電子機器。
【請求項５】
前記床面検出センサは、筐体の底部であって各駆動輪の前方または後方に少なくとも配置されている請求項４に記載の自走式電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式電子機器に関し、より詳細には床面に段差等があっても脱輪や落下を回避しつつ走行する自走式電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサを用いて障害物などを検出しつつ、床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボットや自走式掃除機とも呼ばれる)が知られている。掃除機のほかにも、例えば室内の空気清浄、構内の警備、荷物の搬送等の作業を行うために自律走行するものが知られている。この明細書では自律走行機能を有するこれらの機器を自走式電子機器と呼ぶ。
【０００３】
自走式電子機器は、安全かつ確実な自律走行を行うために種々のセンサを備えている。
例えば、特許文献１の自走式掃除機は、自律走行のために障害物等を検出する走行用センサ類として、前方センサ、天井センサを備えている。前方センサは自走式掃除機前下方にある段差、壁、柱、家具、テーブルやベッドの脚等の障害物までの距離を測定する。天井センサは、自走式掃除機前上方にある障害物の下を通り抜けできるか否かを検出する。
さらに自走式掃除機は、駆動輪の床面からの浮き上がりを検知する持ち上げスイッチと、掃除機前方にある床面の段差を検知する段差センサを備えている。持ち上げスイッチにより駆動輪の浮き上がりが検知されたときに、段差センサの出力に基づいて、掃除機が床面から所定範囲以内の近いところにあると判断された場合には、駆動輪が床面にある段差に脱輪したものと判断する。そして、駆動輪を駆動させて段差からの脱出を試み、掃除機が床面から所定範囲より遠いところにあると判断された場合には、掃除機がユーザにより持ち上げられたものと判断して、駆動輪を停止させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１１３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
駆動輪の上下方向の変位、特に浮き上がりを検知するのは、前記特許文献１のように掃除機が持ち上げられた場合にユーザの安全を確保すると共に電池の無駄な消耗を防ぐためであるが、そればかりではない。例えば床面から突き出た障害物や段差の稜線に筐体の底部が乗り上げて駆動輪が浮き上がり、床面との間でスリップが生じて走行が停止することがある。そのような状態に陥った場合、空転する駆動輪によって床面が傷つかないようにするためには、駆動輪の浮き上がりを検知して駆動輪を停止させることが好ましい。以下、この明細書では自走式電子機器の筐体に対する前記駆動輪の位置を検出するセンサを駆動輪センサと呼ぶ。駆動輪センサは特許文献１の持ち上げスイッチの機能を包含し、ユーザが自走式掃除機を持ち上げた場合もそれによる駆動輪の浮き上がりを検知する。また、前記筐体の底部と床面との距離を検出するセンサを床面検出センサと呼ぶ。前記床面センサは特許文献１の段差センサと同様に筐体の底部と床面との距離を検出する。
【０００６】
ところで、駆動輪センサが駆動輪の浮き上がりを検知した場合、障害物に乗り上げて駆動輪が完全にスリップする前に進路を変更してその障害物を回避できる可能性がある。まず回避走行を行って、それでも駆動輪の浮き上がりが解消しない場合に駆動輪を停止させる方がより好ましいともいえる。
しかし、自走式電子機器が走行する床面の起伏や障害物の形状には種々のものがあり、駆動輪の浮き上がりが検知されたことに応答して回避走行を行うことが必ずしも適切でない場合がある。
【０００７】
例えば、床面検出センサが段差と判定しない程度の低い段差であれば、自走式電子機器は通常、その段差を乗り越えてあるいは降りて走行できる。例えば段差に対して斜めの方向から進入してその段差を通過する場合を想定する。段差によって片方の車輪が一時的に浮き上がるが、それに応答して回避走行を行わずともそのまま走行を続けることで段差を通過できる可能性が大きい。
回避走行を行うと、そのためにかえって身動きの取れない状態に陥るケースも考えられる。そのような状態に陥ると、所定期間を超えて駆動輪が浮き上がった状態が続くことになる。そうすると、駆動輪の浮き上がりが解消しないために駆動輪を停止させてしまう。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたもので、自走式電子機器が走行不可能な高さの段差は回避するが、走行可能な高さの段差は回避せずに走行させて、床面の起伏や障害物の形状によらずにスムーズに走行できる自走式電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、筐体の底部に配されて床面の起伏に応じて上下方向に変位し前記筐体を走行させる駆動輪と、前記筐体に対する前記駆動輪の位置を検出する駆動輪センサと、前記筐体の底部と床面との距離を検出する床面検出センサと、前記駆動輪センサおよび前記床面検出センサの検出を逐次参照して段差の有無および、段差を回避するように進路を変更するか否かを判断する走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記駆動輪センサによる検出位置が予め定められた基準位置より下方になった場合、さらに前記床面検出センサの検出距離を参照し、前記検出距離が予め定められた基準距離より大きい場合は回避走行させるが前記基準距離以下であれば回避を行わずに走行させる自走式電子機器を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による自走式電子機器において、走行制御部は、駆動輪センサによる検出位置が基準位置より下方になった場合、さらに床面検出センサの検出距離を参照し、前記検出距離が前記基準距離より大きい場合は回避走行させるが前記基準距離以下であれば回避を行わずに走行させるので、自走式電子機器が走行不可能な高さの段差は回避するが、走行可能な高さの段差は回避せずに走行させて、床面の起伏や障害物の形状によらずにスムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施形態に係る自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態である自走式掃除機の外観斜視図である。
【図３】図２に示す自走式掃除機の底面図である。
【図４】図２に示す自走式掃除機の前後方向に沿った垂直断面図である。
【図５】図２に示す自走式掃除機の水平断面図である。
【図６】図２に示す自走式掃除機の駆動輪ユニットを含む箇所の垂直断面図である。
【図７Ａ】この発明に係る実施形態において、自走式電子機器の駆動輪ユニットが筐体に対し上下方向に変位する様子を示す第１の説明図である。（駆動輪が上側位置）
【図７Ｂ】この発明に係る実施形態において、自走式電子機器の駆動輪ユニットが筐体に対し上下方向に変位する様子を示す第２の説明図である。（駆動輪が下側位置）
【図８Ａ】図７Ａに対応して駆動輪センサの様子を示す説明図である。（駆動輪が上側位置）
【図８Ｂ】図７Ｂに対応して駆動輪センサの様子を示す説明図である。（駆動輪が下側位置）
【図９】この発明の実施形態に係る駆動輪ユニットに含まれる駆動輪ホルダーを外面側から視た説明図である。
【図１０】図９の駆動輪ホルダーを内面側から視た説明図である。
【図１１】この発明の実施形態に係る駆動輪ユニットを上方から視た図である。
【図１２】図９に示す駆動輪ホルダーの内部の機構を示す説明図である。
【図１３】この発明に係る実施形態において走行制御部が行う走行制御のうち駆動輪の脱輪を回避するための制御を示すフローチャートである。（実施の形態１）
【図１４Ａ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機が斜めの方向から段差に進入する直前の様子を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１４Ｂ】この発明に係る実施形態において斜めの方向から段差に進入した自走式掃除機の片輪が段差を越えた状態を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１４Ｃ】この発明に係る実施形態において斜めの方向から段差に進入した自走式掃除機が段差を通過する様子を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１５Ａ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機の左駆動輪が下りのスロープに進入し、右駆動輪は平坦な床面を走行する様子を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１５Ｂ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機のスロープに進入した左駆動輪がスロープと床面との段差に差しかかる様子を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１５Ｃ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機がスロープと床面との段差を通過する様子を示す説明図である。（実施の形態１）
【図１６Ａ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機が下りスロープ下の障害物に接触した状態を上方から見た様子を示す説明図である。（その他の実施の形態）
【図１６Ｂ】この発明に係る実施形態において自走式掃除機が下りスロープ下の障害物に接触した状態を側方から見た様子を示す説明図である。（その他の実施の形態）
【図１７】この発明に係る実施形態において走行制御部が行う走行制御のうち接触した障害物から離れるための回避動作に至るまでの制御を示すフローチャートである。（その他の実施の形態）
【図１８】この発明に係る実施形態において走行制御部が行う走行制御のうち接触した障害物から離れるための回避動作の制御を示すフローチャートである。（その他の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
≪自走式電子機器の具体的態様≫
はじめに、この発明の自走式電子機器の一例として自走式掃除機について説明する。
図１はこの発明に係る実施形態に係る自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。また、図２はこの発明に係る実施形態に係る自走式掃除機の外観斜視図であり、図３は図２に示す自走式掃除機の底面図である。また、図４は図２に示す自走式掃除機の前後方向に沿った垂直断面図である。図５は、図２に示す自走式掃除機の水平断面図である。
【００１２】
≪自走式掃除機の構成≫
図２および図３に示すように、実施の形態１に係る自走式掃除機１は、平盤形の筐体２を備える。なお、実施の形態１の場合、筐体２は円盤形であるが、これに限定されず、例えば平面視の形状が楕円形状あるいは多角形状であってもよい。
筐体２は、円形に形成された天板を含む。天板は、その前部を構成する天板前部２ｂ１と、中間部から後部に亘って構成する蓋部２ｂ２から構成され、蓋部２ｂ２は天板前部２ｂ１との境界側の側部に配置された図示しないヒンジ部を支点にして上方へ開く。天板前部２ｂ１の前端部には、内部に配置された回路基板１１Ｓの熱を逃がす複数の空気孔２ｂ１１が形成されている。
【００１３】
また、筐体２は環状に形成された側板および底板２ａを含む。また、図４および図５に示すように筐体２は内部構造壁２ｄを含む。側板は、それぞれ円弧形の側板前半部２ｃ１と側板後半部２ｃ２とから構成される。側板前半部２ｃ１はバンパーとして機能するよう、図示しない弾発部材を介して内部構造壁２ｄに対して移動可能に嵌め合わされている。側板前半部２ｃ１には、側板前半部２ｃ１の衝突を検出する障害物接触センサ１４Ｃが内部に設けられている（図２〜図５に図示せず）。さらに、側板前半部２ｃ１には、前方および左右斜め前方の３箇所に超音波受信部１４Ａが配置されると共に、３箇所の超音波受信部１４Ａの間の２箇所に超音波送信部１４Ｂが配置されている。
さらに、筐体２の前部表面の外部から視認できる位置に誘導信号受信部２４および充電用接続部１３が設けられている。
【００１４】
筐体２は、底部の底板２ａに設けられた吸込口３１、後部の斜め上方に設けられた第１排気口３２および外周部に設けられた第２排気口３３を有し、筐体２の内部には集塵部１５および電動送風機１１５が配置されている。集塵部１５は、室内の塵埃を集める部分であり、集塵容器１５ａと、集塵フィルター１５ｂとを備える。集塵容器１５ａには、吸込口３１と連通する流入路に通じる流入口と、電動送風機１１５と連通するダクト部１１４に通じる排気口とが形成されている。
第２排気口３３は、前方へ向かって開口し、集塵部１５および電動送風機１１５を通過した空気流を略前方へ向けて吹き出すように構成されている。
【００１５】
自走式掃除機１の底面の前半部には、吸込口３１の奥に配置された回転ブラシ９、吸込口３１の左右斜め前方に形成されたサイドブラシ１０と、吸込口３１の左右斜め後方位置に形成された駆動輪（左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒ）が設けられている。回転ブラシ９およびサイドブラシ１０は、ブラシモータ１１９によって駆動され回転する。また、底面の後半部の左右方向における中間位置には回動自在な後輪２６が設けられている。後輪２６の車輪は回転自在である。なお、図３と図４においては、後輪２６が前方へ１８０°回動した状態を二点差線で記している。
自走式掃除機１は、設置された場所の床面を自走しながら、床面（走行面）上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除する。自走式掃除機１は、障害検出部１４により検出された障害物を自律的に回避して走行し、掃除が終了すると自律的に図示しない充電台に帰還する機能を有する。
【００１６】
図１に示すように、自走式掃除機１は、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、制御部１１を有する回路基板１１Ｓ、充電池１２、充電用接続部１３、障害検出部１４、集塵部１５を備える。さらに、ジャイロセンサ２０（図２〜図５に図示せず）、左輪駆動モータ２１Ｌ、右輪駆動モータ２１Ｒ、左駆動輪２２Ｌ、右駆動輪２２Ｒ、誘導信号受信部２４を備える。
左輪駆動モータ２１Ｌ、左駆動輪２２Ｌ、左駆動輪２２Ｌの懸架部であってかつ左輪駆動モータ２１Ｌの駆動力を左駆動輪２２Ｌに伝達する駆動伝達機構および底板２ａに結合されて前記駆動伝達機構を支持する支持部材は左駆動輪ユニット２３Ｌを構成する。右輪駆動モータ２１Ｒ、右駆動輪２２Ｒ、右駆動輪２２Ｒの懸架部であってかつ右輪駆動モータ２１Ｒの駆動力を右駆動輪２２Ｒに伝達する駆動伝達機構および底板２ａに結合されて前記駆動伝達機構を支持する支持部材は右駆動輪ユニット２３Ｒを構成する。
左輪駆動モータ２１Ｌおよび右輪駆動モータ２１Ｒは図示しないエンコーダを有しており、制御部１１は、エンコーダの信号に基づいて自走式掃除機が走行した距離を取得する。さらにまた、自走式掃除機１は報知部５５、記憶部６１、電動送風機１１５、ブラシモータ１１９およびイオン発生器１２０を備える。障害検出部１４は、超音波受信部１４Ａ、超音波送信部１４Ｂ、障害物接触センサ１４Ｃおよび床面検出センサ１８を備える。床面検出センサ１８は、筐体２の底部における左右方向の中央かつ前後方向の前端部および後端部、並びに左右のサイドブラシ１０の軸心位置の合計４カ所にそれぞれ配置されている。
【００１７】
回路基板１１Ｓは、左輪駆動モータ２１Ｌを駆動する左輪ドライバ１２１Ｌ、右輪駆動モータ２１Ｒを駆動する右輪ドライバ１２１Ｒ、電動送風機１１５を駆動する送風機ドライバ１２３およびブラシモータ１１９を駆動するブラシドライバ１２５を有する。
制御部１１は、自走式掃除機１の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。制御部１１は、自走式掃除機１の走行を制御する走行制御部１１ａとしての機能を包含する。
ＣＰＵは、後述する記憶部６１に予め格納されＲＡＭに展開された制御プログラムに基づいて処理を実行し、各ハードウェアを有機的に動作させてこの発明の清掃機能、走行機能などを実行する。
記憶部６１は、自走式掃除機１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムを記憶する不揮発性メモリである。この実施形態では、フラッシュメモリが用いられる。
【００１８】
障害検出部１４、特に超音波受信部１４Ａおよび超音波送信部１４Ｂは、自走式掃除機１が走行中に、室内の壁や机、いすなどの障害物に接触又は近づいたことを検出する部分である。壁面や障害物を検出しながらそれに沿って自走式掃除機１が走行するために用いられる。また、超音波受信部１４Ａは、障害物までのおおよその距離を測定することができる。障害検出部１４は、超音波受信部１４Ａおよび超音波送信部１４Ｂを用いて障害物への近接を検出する。超音波受信部１４Ａおよび超音波送信部１４Ｂに代えて、あるいは超音波受信部１４Ａおよび超音波送信部１４Ｂと共に、赤外線測距センサなど他の方式の非接触センサを用いてもよい。
障害物接触センサ１４Ｃは、自走式掃除機１が走行時に障害物と接触したことを検出するために、例えば、筐体２の側板前半部２ｃ１の内部に配置される。ＣＰＵは、障害物接触センサ１４Ｃからの出力信号に基づいて側板前半部２ｃ１が障害物に衝突したことを知る。
【００１９】
各床面検出センサ１８は下り階段等、自走式掃除機１が回避して走行すべき大きな段差を検出する。
ＣＰＵは、障害検出部１４から出力された信号に基づいて、障害物や段差の存在する位置を認識する。認識された障害物や段差の位置情報に基づいて、その障害物や段差を避けて次に走行すべき方向を決定する。なお、左右の床面検出センサ１８は、前方の床面検出センサ１８が段差の検出に失敗した場合や故障した場合に下り階段を検出し、自走式掃除機１の下り階段への落下を防止する。
ジャイロセンサ２０は、自走式掃除機１が走行するとき走行方向の情報を走行制御部１１ａに提供する。
左輪駆動モータ２１Ｌは、左駆動輪２２Ｌを回転および停止させ、右輪駆動モータ２１Ｒは、右駆動輪２２Ｒを回転および停止させる。左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒを独立して正逆両方向に回転させ得るように駆動モータを構成することにより、自走式掃除機１の前進、後退、旋回（即ち方向転換）、加減速などの走行状態を実現できる。
【００２０】
走行制御部１１ａは、右駆動輪２２Ｒおよび左駆動輪２２Ｌを同一方向に正回転させて、中央の超音波受信部１４Ａが配置されている前方へ自走式掃除機１を走行させる。また、左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒを同一方向に逆回転させて後退させ、互いに逆方向に回転させまたは互いに異なる速度で回転させることにより自走式掃除機１を旋回させる。互いに異なる速度は一方の駆動輪が停止する場合を含む。
例えば、走行制御部１１ａは、障害検出部１４の各センサにより掃除領域の周縁に到達したと判断したら、左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒを減速させた後に停止させる。その後、左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒを互いに逆方向に回転させて自走式掃除機１を９０°旋回させ、吸込口３１の開口幅に略等しい距離だけ進んでさらに９０°旋回させて元の進路と逆方向へ走行させる。つづら折り状に前述の旋回を繰り返して自走式掃除機１をジグザグ走行させて、清掃領域内をくまなく清掃できるように制御する。
【００２１】
また、障害検出部１４が進路上の障害物を検出した場合、走行制御部１１ａは自走式掃除機１を減速もしくは停止させた後に旋回させて障害物を避けるように向きを変える。その障害物が検知されなくなるまで進んだら元の進路の延長上へ近づける方向へ自走式掃除機１を旋回させて走行を続ける。また、何れかの床面検出センサ１８が床面を検知しなくなった場合、自走式掃除機１を一旦停止させて後退させた後に旋回させ、階段等の段差から落下しないように回避走行させる。このようにして、走行制御部１１ａは、設置場所の全体あるいは所望範囲全体に渡って障害物を避けながら自走式掃除機１を走行させる。
なお、この実施形態で、前方とは、自走式掃除機１の前進方向、即ち図３において後輪２６から吸込口３１へ向かう方向をいうものとし、後方とは、自走式掃除機１の後退方向、即ち図３において吸込口３１から後輪２６へ向かう方向をいうものとする。
【００２２】
誘導信号受信部２４は、赤外線を受信するための赤外線センサであり、筐体２の前方部に配置される。誘導信号受信部２４は、ドッキング・ステーションとしての充電台２０１の誘導信号送出部２０３から出射される位置標識信号（ビーコン）等を受信する。
制御部１１は、充電台２０１の誘導信号送出部２０３から出射される信号を誘導信号受信部２４で検知し、充電台２０１のある方向を認識する。走行制御部１１ａは、掃除が終了した場合、充電池１２の充電残量が少なくなった場合、あるいは予め定められた清掃作業の期間が経過した場合などに、充電台２０１のある方向へ走行させて、自走式掃除機１を充電台２０１まで帰還させる。ただし、障害物があれば、それを避けながら充電台２０１の方向へ移動させる。
【００２３】
報知部５５は、自走式掃除機１の状態をユーザに知らせるものである。この実施形態において、報知部５５は、音を出力する音響出力回路とスピーカである。別の態様として、筐体２の上部、より具体的には例えば天板前部２ｂ１や側板後半部２ｃ２にＬＥＤランプ等を用いた表示部を設けてもよい。さらに別の態様として、ユーザの所有するスマートフォン等通信機能を有する情報処理装置に情報を送る無線ＬＡＮ等の通信ユニットを設けてもよい。
充電台２０１は、充電端子部２０２および誘導信号送出部２０３を備える。充電台２０１の充電端子部２０２と自走式掃除機１の充電用接続部１３とが電気的に接触することにより、自走式掃除機１は充電台２０１からの電力の供給を受け、自走式掃除機１の充電池１２が充電される。誘導信号送出部２０３は、ビーコン信号を生成する信号生成回路と生成された赤外光信号を放射するＬＥＤからなる。
【００２４】
≪駆動輪ユニットおよびその取付構造≫
左駆動輪ユニット２３Ｌおよび右駆動輪ユニット２３Ｒは左右対称で対をなすので両者を総称して駆動輪ユニット２３と記載する。また、一方の機構を説明すれば他方はそれと左右対称で自明であるから、以下の駆動輪ユニット２３の記載は、左駆動輪ユニットで代表し右駆動輪ユニットについての説明は省略する。以下の説明における各部の名称および符号については左右の区別を省略することがある。
【００２５】
図６は、図２に示す自走式掃除機の左駆動輪ユニット２３Ｌを含む箇所の前後方向に沿った垂直断面図である。
図７Ａおよび図７Ｂは、この実施形態の自走式掃除機１における駆動輪ユニット２３が筐体２に対して上下方向に変位する様子を示す説明図である。図８Ａおよび図８Ｂは駆動輪ユニット２３が筐体２に対して上下方向に変位する様子を示す別の説明図である。また、図９は駆動輪ユニット２３のうち筐体２に対して上下に揺動（変位）する懸架部としての駆動輪ホルダー２２１を自走式掃除機１の外面側から視た説明図である。それに対して図１０は、前記駆動輪ホルダー２２１を内面側から視た説明図である。図１１は左駆動輪ユニット２３Ｌに含まれる左輪駆動モータ２１Ｌ、左駆動輪２２Ｌおよび駆動輪ホルダー２２１を上方から視た説明図である。図１２は図９に示す駆動輪ホルダーの内部構造を示す説明図である。なお、図７Ａ〜図１２は、左駆動輪ユニット２３Ｌについてのみ示しているが、右駆動輪ユニット２３Ｒはそれと左右対称である。
【００２６】
駆動輪ユニット２３は、左駆動輪２２Ｌ、駆動輪ホルダー２２１、左輪駆動モータ２１Ｌおよび駆動伝達機構２２３を有する。駆動輪ホルダー２２１は、左駆動輪２２Ｌを左右方向の第１軸心Ｐ１を中心に回転可能に保持する。左輪駆動モータ２１Ｌは、駆動輪ホルダー２２１に取り付けられている。駆動伝達機構２２３は、左輪駆動モータ２１Ｌの駆動力を左駆動輪２２Ｌに伝達する。
【００２７】
駆動輪ホルダー２２１は、外周部の複数箇所にネジにて連結可能とするボス部をそれぞれ有する内側ケース部２２１ａおよび外側ケース部２２１ｂを備える。その内部は駆動伝達機構２２３として第１ギヤ２２３ａ、第２ギヤ２２３ｂ２、第３ギヤ２２３ｂ３、第４ギヤ２２３ｃ２、第５ギヤ２２３ｃ３および第６ギヤ２２３ｄ２を収納するギヤ収納室２２１ｒとなっている。また、駆動輪ホルダー２２１は、内側ケース部２２１ａに左輪駆動モータ２１Ｌを嵌め入れる円筒部２２１ａ１を有している。
【００２８】
前記円筒部２２１ａ１は、内側ケース部２２１ａの長手方向の一端（前端）側に設けられており、その位置に左輪駆動モータ２１Ｌが嵌め入れられて固定される。内側ケース２２１ａの前記円筒部２２１ａ１に対応するように、外側ケース部２２１ｂには、円筒部２２１ｂ１が形成されている。また、円筒部２２１ａ１の外周面の上部には、付勢部材２４１としての引っ張りバネの一端が引っ掛けられている。なお、第６ギヤ２２３ｄ２の第１軸心Ｐ１と第１ギヤ２２３ａの第２軸心Ｐ２とは平行である。即ち、左駆動輪２２Ｌの軸心と左輪駆動モータ２１Ｌの駆動軸ｍ１とは平行である。
【００２９】
左輪駆動モータ２１Ｌの駆動軸ｍ１の駆動力は、第１ギヤ２２３ａ〜第５ギヤ２２３ｃ３を介して第６ギヤ２２３ｄ２に伝達される。第６ギヤ２２３ｄ２と左駆動輪２２Ｌとは一体で回転するように連結されている。これにより、左輪駆動モータ２１Ｌの駆動力が左駆動輪２２Ｌに伝達される。
【００３０】
図７Ａおよび図８Ａに示すように、自走式掃除機１は底板２ａと結合された支持部材２３１および駆動輪ホルダー２２１を介して左右の駆動輪によって床面Ｆ上で支持される。このとき、筐体２の重量が駆動輪ユニット２３にかかるため、円筒部２２１ａ１および２２１ｂ１を回動軸として駆動輪ホルダー２２１が第２軸心Ｐ２を中心に揺動（変位）して左駆動輪２２Ｌの大半が支持部材２３１内へ収納された状態となる。それと同時に、付勢部材２４１の前端が前方へ引っ張られる方向に移動する。
【００３１】
図９および図１０に示すように、外側ケース部２２１ｂには、遮光板２５１が形成されている。駆動輪ホルダー２２１が円筒部２２１ａ１および２２１ｂ１を中心に揺動すると、その揺動に伴って遮光板２５１が筐体２に対して変位する。図８Ａに示すように、左駆動輪２２Ｌが支持部材２３１内へ収納される方向へ揺動すると、遮光板２５１は下方（底板２ａに近づく方向）へ変位する。筐体２内には左駆動輪センサ２５３Ｌおよび右駆動輪センサ２５３Ｒが配置されている。駆動輪ユニットと同様、以下の説明では左右の区別を省略する。この実施形態で駆動輪センサ２５３はスリットを介して一対の受光部と発光部とが対向する透過型のフォトセンサ（フォトインタラプタとも呼ばれる）である。駆動輪ホルダー２２１と一体に揺動する遮光板２５１が受光部と発光部の間に挿入されてスリットを塞ぐ位置にくると、スリットを介して発光部から受光部に至る光が遮られる。フォトセンサはその変化を検知する。図８Ａに示すように、自走式掃除機１が水平な床面を走行して左駆動輪２２Ｌが支持部材２３１内へ収納された状態で遮光板２５１はスリットから外れた位置にある。
【００３２】
この状態から、図７Ｂと図８Ｂに示すように、筐体２が床面Ｆに対して浮き上がると、付勢部材２４１の前端が後方へ引っ張られる。また、円筒部２２１ａ１、２２１ｂ１を回動軸として駆動輪ユニット２３が第２軸心Ｐ２を中心に揺動して左駆動輪２２Ｌが支持部材２３１の外側へ突出した状態となる。
また、左駆動輪２２Ｌが支持部材２３１の外側へ突出していくと、遮光板２５１は上方（底板２ａから遠ざかる方向）へ変位する。左駆動輪２２Ｌが予め定められた位置（基準位置）まで突出すると、遮光板２５１が駆動輪センサ２５３のスリットを塞ぐ。
このように駆動輪センサ２５３は左右の駆動輪の上下方向の変位をそれぞれ検出する。
【００３３】
（実施の形態１）
この実施形態において走行制御部１１ａは、駆動輪が基準より浮き上がった場合、一律に回避走行を行うのではなく床面検出センサの検出結果を参照する。そして、床面までの距離が予め定められた基準距離より大きい場合は回避走行を行わせるが基準距離以下であれば回避を行わずに走行を継続するように制御する。
図１３は、この実施形態において走行制御部１１ａが行う走行制御のうち駆動輪の脱輪を回避するための制御を示すフローチャートである。
図１４Ａ〜図１４Ｃは、この実施形態において自走式掃除機１が乗り越え得る高さの段差ＳＴを斜めの方向から進入する様子を示す説明図である。なお、図１４Ａ〜図１４Ｃにおいて、段差ＳＴは自走式掃除機１の進路の手前側が奥側よりも高いものとする。また、説明が分かり易いように左駆動輪２２Ｌと右駆動輪２２Ｒを鎖線で示している。
また、図１５Ａ〜図１５Ｃは、この実施形態において自走式掃除機１の左駆動輪２２ＬがゆるやかなスロープＳＬを下り、右駆動輪２２Ｒはスロープのない平坦な床面Ｆを走行する様子を示す説明図である。なお、図１５Ａ〜図１５Ｃにおいて、スロープＳＬと床面Ｆとの境界に段差ＳＴが存在する。段差ＳＴの高さは自走式掃除機１の進路の手前側から奥側へ行くに従って高くなる。
【００３４】
図１３に示すように走行制御部１１ａは、自走式掃除機１が走行している間（ステップＳ１０のＹｅｓ）、左駆動輪２２Ｌまたは右駆動輪２２Ｒの何れかが基準位置より突出して浮き上がった状態になっているかを逐次監視する（ステップＳ１１）。ここで、自走式掃除機１が障害物を回避するために一旦停止している間や駆動輪が床面とスリップして走行できない状態も走行中に含まれる。しかし、充電台２０１へ帰還する等して自律的に走行を停止した後は走行中でない。図１４Ａおよび図１５Ａで、左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒはいずれも浮き上がることなく床面をグリップしている。この場合、図１３で前記ステップＳ１１の判定はＮｏになり、走行制御部１１ａは、駆動輪の監視を続ける。
図１４Ｂで、左駆動輪２２Ｌが段差ＳＴを越えかつ右駆動輪２２Ｒが段差ＳＴの手前にある状態で、段差ＳＴの稜線が自走式掃除機１の底板２ａに接触すると、左駆動輪２２Ｌが浮き上がる。自走式掃除機１の重心は、充電池１２のある後部に寄っているからである。左駆動輪の駆動輪センサ２５３がその浮き上がりを検出すると、図１３の前記ステップＳ１１の判定はＹｅｓになる。
【００３５】
また、図１５Ｂで、左駆動輪２２ＬがスロープＳＬを下って行き、右駆動輪２２Ｒが平坦な床面の走行を続けると、やがて段差ＳＴの稜線が自走式掃除機１の底板２ａに接触し、右駆動輪２２Ｒが浮き上がる。右駆動輪の駆動輪センサ２５３がその浮き上がりを検出すると、図１３の前記ステップＳ１１の判定はＹｅｓになる。
駆動輪センサ２５３が走行中に浮き上がりを検出したら走行制御部１１ａは、浮き上がりが検知された駆動輪に対応した位置の床面検出センサを参照する（ステップＳ１３）。例えば、図１４Ｂの例では、左駆動輪２２Ｌの前方にある左側のサイドブラシ１０の軸心位置に配された床面検出センサ１８を参照する。また、図１５Ｂの例では、右駆動輪２２Ｒの前方にある右側のサイドブラシ１０の軸心位置に配された床面検出センサ１８を参照する。
【００３６】
対象の床面検出センサ１８が、基準距離よりも床面が離れていると検出している場合（図１３のステップＳ１３のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１が越えられない高さの段差であると判断する。そして、駆動輪が脱輪しないように回避走行を開始する（ステップＳ１５）。その後ルーチンは、ステップＳ１９へ進む。
回避走行のパターンの一例は、その場で自走式掃除機１を停止させた後、予め定められた距離だけ後退させ、続いて筐体を予め定められた角度、好ましくは９０〜１８０度の範囲内の角度（例えば９０度）で旋回させた後に前進させるものである。ここで、旋回方向は浮き上がりが検知された駆動輪の方向と逆の方向が好ましい。例えば、図１４Ｂの場合は左駆動輪２２Ｌの浮き上がりが検出されたので右方向へ旋回させる。また、図１５Ｂの場合は、右駆動輪２２Ｒの浮き上がりが検出されたので左方向へ旋回させる。これによって、左右何れか一方の駆動輪が段差ＳＴを越えているが他方の駆動輪は段差ＳＴを越えていない場合に、方向転換により段差ＳＴを越えた方の駆動輪を戻して段差ＳＴを回避し、走行を続けることができる。
なお、例えば後退や方向転換の間に後方の床面検出センサが基準距離よりも床面が離れていると検出した場合等は、上述の回避走行のパターンと異なり、その場で一旦停止後、後退でなく前進させることもある。
【００３７】
一方、前記ステップＳ１３で、対象の床面検出センサ１８が、基準距離以下の距離に床面があると検出している場合（ステップＳ１３のＮｏ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１が越えられる程度の高さの段差であると判断する。そして回避走行をせずに走行を続ける（ステップＳ１７）。その後ルーチンは、ステップＳ１９へ進む。
左右何れか一方の駆動輪が一瞬浮き上がった状態になっても駆動輪が床面に接触していればある程度の駆動力が得られる。自走式掃除機１の慣性や浮き上がっていない方の駆動輪の駆動力を含めた推進力によって自走式掃除機１は段差ＳＴを乗り越えて走行できる可能性が高い（図１４Ｃおよび図１５Ｃ参照）。
走行制御部１１ａは、ステップＳ１９で駆動輪が基準位置より下方に変位してから予め定められた期間その状態が継続したか否かを判断する。前記期間がまだ経過していなければ（ステップＳ１９のＮｏ）、ルーチンはステップＳ１０へ戻って駆動輪センサの監視を続ける。
前記期間が経過した場合（ステップＳ１９のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは駆動輪が浮き上がってスリップし、走行不可能な状態に陥ったものと判断し、走行を停止してユーザにエラーを報知する（ステップＳ２１）。そして処理を終了する。
【００３８】
（実施の形態２）
実施の形態１で述べた図１３のステップＳ１３で、走行制御部は浮き上がりが検出した駆動輪に対応する位置の床面検出センサ１８を参照したが、他の床面検出センサをさらに参照してもよい。他の床面検出センサは、例えば駆動輪の位置に対応しない前端部および後端部の床面検出センサ１８であってもよい。さらに、浮き上がりが検出されていない駆動輪の位置に対応した床面検出センサを含めてもよい。
他の床面検出センサを含めいずれの床面検出センサも床面までの距離が基準距離以下である場合に限り、回避せずに走行を続けるようにしてもよい。このようにすれば、乗り越えられる程度の高さの段差であることを確実に判断できる。
あるいは、他の床面検出センサを含め少なくともいずれかの床面検出センサが床面までの距離が基準距離より大きいと判断したら、回避走行を行うようにしてもよい。このようにすれば、段差をより確実に検出して判断できる。
なお、走行制御部１１ａは、複数の床面検出センサが、同時に、床面までの距離が基準距離より大きいと検出したら、回避走行せずに即座に自走式掃除機１を停止させるように制御してもよい。この場合、平坦な床でなく本体が危険な状態に有ると考えられるためである。
【００３９】
（実施の形態３）
実施の形態１では、駆動輪が左右２つあるが、この発明の本質はこれに限らず駆動輪が１つであっても、あるいは２つより多くてもよい。
駆動輪が１つの構成とは、例えば図３に示す自走式掃除機１の左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒに代えてその位置に従動輪が配された構成である。そしてさらに、後輪２６に代えてその位置に懸架機構を有する駆動輪が配された構成である。そのような構成の場合、筐体２の方向転換は、例えば後輪２６の位置にある駆動輪の方向が変わることにより実現されてもよい。あるいは、左右の従動輪の方向が変わることによって実現されてもよい。左右の駆動輪が懸架機構を有していてもよい。駆動輪の浮き上がりの検出は、駆動輪が床面をグリップして推進力を得ることができるか否かに深く関連性する。
この場合、駆動輪の位置に対応する床面検出センサ１８は、後端部の床面検出センサを用いてもよい。
駆動輪が２つより多い構成とは、例えば図３に示す自走式掃除機１の後輪２６に代えてその位置に懸架機構を有する駆動輪が配された構成である。左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒに加えて後端部に駆動輪を有する構成である。その構成の場合、筐体２の方向転換は、例えば後輪２６の位置にある駆動輪の駆動を方向転換中に停止して従動輪として機能させて実現してもよい。あるいは、左右の従動輪の速度および方向に応じて後端部の駆動輪の速度や駆動力を変えてもよい。
【００４０】
（実施の形態４）
障害物を回避して走行を継続させるための制御に関し、他の実施形態を以下に述べる。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、この実施形態において自走式掃除機が下りスロープ下の障害物に接触した状態を上方および側方から見た様子をそれぞれ示す説明図である。
図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、自走式掃除機１が走行する床面Ｆは、端部に側壁Ｗがある。側壁Ｗの付近にはスロープＳＬが形成されている。床面Ｆは側壁Ｗに近づくにつれて緩やかに降下している。
自走式掃除機１は、超音波受信部１４Ａで側壁Ｗを検出すると側壁Ｗの手前で減速して方向転換しようとする。しかし、スロープＳＬを下る際に勢いがついて減速が間に合わず、バンパーである側板前半部２ｃ１が側壁Ｗに接触してしまう場合がある。図１６Ａおよび図１６Ｂは、このような状態を示している。
側板前半部２ｃ１が側壁Ｗに接触すると、障害物接触センサ１４Ｃが障害物との接触を検出する。
【００４１】
走行制御部１１ａは、障害物との接触が検出されたことに応答して、接触した障害物から離れて走行を続けるべく回避走行を開始する。回避走行は図１３のステップＳ１５に示す回避走行と類似したものであってもよい。即ち、障害物接触センサ１４Ｃにより障害物との接触が検出されると、走行制御部１１ａは自走式掃除機１を停止させた後、後退させる。後退により、障害物との接触が検出されなくなったら、続いて走行制御部１１ａは筐体を予め定められた角度（例えば９０度）まで旋回させた後にその方向へ前進させる。ここで、障害物接触センサ１４Ｃは、側板前半部２ｃ１の左側が障害物と接触したのかあるいは右側が障害物と接触したのかを検出できてもよい。このような検出を実現する構成は、例えば特開２０１４−１３７６９４号公報に開示されている。その場合走行制御部１１ａは、障害物と接触している方と反対の方向へ筐体を旋回させるようにしてもよい。このように、左右何れの側が障害物と接触しているかの検出に応じて旋回方向を変えることにより、障害物との接触を幾度も繰り返すことなく、速やかに障害物を回避できる。
【００４２】
図１６Ａおよび図１６Ｂでは、床面ＦのスロープＳＬのために右駆動輪２２Ｒがやや浮き上がっている。ただし、右駆動輪センサ２５３Ｒが右駆動輪２２Ｒの浮き上がりを検出する程度まで浮き上がっているとは限らない。さらに、底板２ａの一部にスロープＳＬの稜線が接触している。
この状態で上述の回避を開始して自走式掃除機１を後退させても、駆動輪が床面を十分にグリップできず、スリップして後退できない。そうすると、後退させても障害物と接触しているとの検出が続く。障害物との接触が、後退を開始してから予め定められた期間を超えて続く場合、走行制御部１１ａは駆動輪を停止させユーザにエラーを報知するように制御してもよい。床面を傷つけないためである。
しかし、この実施形態では、駆動輪を停止させてエラー報知する前に走行制御部１１ａは以下に述べる回避動作を行って障害物から離れるように試みる。
【００４３】
図１７および図１８は、この実施形態において走行制御部１１ａが行う走行制御のうち接触した障害物から離れるための制御を示すフローチャートである。
図１７に示すように走行制御部１１ａは、自走式掃除機１が走行している間（ステップＳ３１のＹｅｓ）、障害物接触センサ１４Ｃが障害物への接触を検出したか否かを逐次監視する（ステップＳ３３）。この説明において障害物接触センサ１４Ｃは、障害物がバンパーの左側に接触したのかあるいは右側に接触したのかを検出できるものとする。障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出していない場合は（ステップＳ３３のＮｏ）リトライカウンタをクリアする（ステップＳ３５）。その後、ルーチンはステップＳ３１へ戻って障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。ここで、リトライカウンタは、障害物との接触が検出されている状態での回避動作のリトライ回数を数えるカウンタである。
【００４４】
前記ステップＳ３３においてこれまで接触を検出していなかった障害物接触センサ１４Ｃが障害物との接触を検出した場合（ステップＳ３３のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは接触タイマーをスタートさせる（ステップＳ３７）。そしてさらに、自走式掃除機１の走行を一旦停止させた後に後退させる（ステップＳ３９）。接触タイマーは、障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出し続けている期間を計測するタイマーである。
続いて走行制御部１１ａは、障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出し続けているか否かを判断する（ステップＳ４１）。接触が検出されなくなった場合（ステップＳ４１のＮｏ）、走行制御部１１ａは接触タイマーをクリアして停止させる（ステップＳ４３）。そして、リトライカウンタがクリアされた状態か否かを調べる（ステップＳ４５）。リトライカウンタがクリアされてゼロの場合、即ち障害物接触センサ１４Ｃが新たな接触を検出した場合（ステップＳ４５のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは前記ステップＳ３９で開始した後退を停止させる。そして、自走式掃除機１を方向転換させて新たな方向へ走行させる（ステップＳ４７）。一例としてステップＳ４７における方向転換の角度は９０度であるが、これに限らない。例えば、９０〜１８０度の範囲のあらかじめ定められた角度であってもよい。好ましくは接触が検出された左右何れかの方向と反対の方向へ方向転換する。その後、ルーチンは後述するステップＳ５１へ進む。なお、上述の角度９０度は、駆動輪がスリップしていないと仮定した場合の旋回角度である。スリップしていると実際に自走式掃除機１が旋回する角度は９０度よりも小さい。
【００４５】
前記ステップＳ４５でリトライカウンタがクリアされた状態でない場合（ステップＳ４５のＮｏ）、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１の後退を停止させて現在向いている方向へ自走式掃除機１を走行させる（ステップＳ４９）。リトライカウンタがクリアされていない状態で前記ステップＳ４５に至ったということは、障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出した状態で旋回動作を行い、その結果接触が検出されなくなった状態である。旋回動作の結果、障害物のない方向に自走式掃除機１が向いている可能性が高いので、その方向へ走行させるのである。
そして、走行制御部１１ａは前記ステップＳ４５で判定に用いたリトライカウンタをクリアする（ステップＳ５１）。その後、ルーチンはステップＳ３１へ戻り、障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。
前記ステップＳ４１の判断に説明を戻す。障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出し続けている場合（ステップＳ４１のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１を後退させる（ステップＳ５２）。前述のステップＳ３９を経て既に後退を行っている場合は後退を継続する。そして、接触タイマーを参照して予め定められた期間が経過したか否かを調べる（ステップＳ５３）。前記期間が未だ経過していなければ、ルーチンはステップＳ４１へ戻り障害物接触センサ１４Ｃの監視を続け、障害物接触センサ１４Ｃが接触を検出していれば後退を継続する。
やがて前記期間が経過すると、ルーチンは図１８のステップＳ６１へ進み、回避動作を開始する。
【００４６】
ステップＳ６１で、走行制御部１１ａはリトライカウンタがクリアされた状態か否かを判断する。リトライカウンタがクリアされた状態とは、それまで障害物との接触を検出していなかった状態から接触が検出されて前記ステップＳ３７で後退を開始して継続中の場合に該当する。その場合（ステップＳ６１のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１の後退を停止させる（ステップＳ６３）。
【００４７】
そして走行制御部１１ａは、障害物がバンパーの右側に接触しているか否かを判断する（ステップＳ６５）。なお、略中央の領域に障害物が接触した場合でも、左右何れの障害物センサのうち他方よりも早く接触を検出した側に障害物が接触していると判断すればよい。ただし、これに限らず遅く接触を検出した側に障害物が接触していると判断することがあってもよい。
右側に接触していると判断した場合（ステップＳ６５のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１を反時計回りの方向へ方向転換させる（ステップＳ６７）。右側に接触していない場合（ステップＳ６５のＮｏ）は、自走式掃除機１を時計回りの方向へ方向転換させる（ステップＳ６９）。即ち、障害物と接触が検出された方向と反対の方向へ自走式掃除機１を方向転換させる。
【００４８】
一方、前記ステップＳ６１で、リトライカウンタがクリアされた状態でない場合、即ちすでに回避動作を行っている場合、走行制御部１１ａは、自走式掃除機１の後退を停止させた後（ステップＳ７０）、前回方向転換した方向と逆方向に自走式掃除機１を方向転換させる（ステップＳ７１）。
前記ステップＳ６７、Ｓ６９またはＳ７１で回避動作として第１回目の方向転換を行った後にリトライカウンタをゼロから＋１にカウントアップする（ステップＳ７３）。
一例としてステップＳ６７、Ｓ６９およびＳ７１における方向転換の角度は１８０度であって、前記ステップＳ４７での方向転換の角度よりも大きい角度に設定されている。これは、障害物との接触が検出された状態での方向転換は、接触が検出されていない前記ステップＳ４７の方向転換に比べて駆動輪がスリップする可能性が高いことを考慮したためである。前記ステップＳ４７の角度は９０度に限らないので、ステップＳ６７、Ｓ６９およびＳ７１の角度も１８０度に限るものでないが、前述の理由から接触が検出されていない場合の方向転換の角度よりも大きい角度で方向転換することが好ましい。さらに、予め定められた角度で方向転換している途中で接触が検出されなくなったら、その時点で方向転換を停止させるように制御してもよい。
【００４９】
続いて走行制御部１１ａは、リトライカウンタが予め定められた上限回数に達したか否かを調べる（ステップＳ７５）。一例で上限回数は４回（リトライカウンタの値が＋４）である。
上限回数に達していない場合、即ちリトライカウンタの値が＋５未満の場合（ステップＳ７５のＮｏ）、走行制御部１１ａは接触タイマーをクリアして再スタートさせる（ステップＳ７７）。その後、ルーチンは図１７に示すステップＳ４１へ戻り、障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。即ち、前記ステップＳ６７またはＳ６９の回避動作によって障害物との接触が検出されなくなったか否かを確認する。
上限回数に達した場合（ステップＳ７５のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは回避動作を所定回数繰り返したにもかかわらず接触が続いていると判断し、駆動輪を停止させてユーザにエラーを報知して（ステップＳ７９）処理を終了する。
【００５０】
以上に述べた図１７および図１８に示す一連の回避動作の制御を図１６Ａおよび図１６Ｂの状態に当て嵌めて説明する。図１６Ｂでは、バンパーの右側が側壁Ｗに接触している。スロープＳＬがあって自走式掃除機１が側壁Ｗの側へ傾いており、方向転換のために自走式掃除機１が旋回しようとしてもバンパーが側壁Ｗから受ける摩擦力が負荷になる。さらに、スロープＳＬのために左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒがいずれもやや浮き上がった状態になり、特に右駆動輪２２Ｒが床面Ｆを十分にグリップできない。さらに筐体２の底板２ａがスロープＳＬの上端部と接触している。
【００５１】
図１７のフローチャートを参照すると、走行中に自走式掃除機１が側壁Ｗに接触するとステップＳ３３の判定がＹｅｓになりステップＳ３９で走行制御部１１ａが自走式掃除機１を後退させる。しかし、左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒが床面Ｆとの間でスリップして十分な推進力が得られず後退できない。障害物接触センサ１４Ｃは接触を検出し続ける（ステップＳ４１のＹｅｓ，ステップＳ５３のＮｏを辿るループ）。やがて接触タイマーがタイムアップすると（ステップＳ５３のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは後退を停止させる（ステップＳ６３）。そして、反時計回りに自走式掃除機１を方向転換させる（ステップＳ６７）。
第１回目の回避動作を行った段階ではリトライカウントが上限に達していない（ステップＳ７５のＮｏ）。よって、走行制御部１１ａは接触タイマーをクリアしてリスタートさせる（ステップＳ７７）。その後、ルーチンはステップＳ４１へ戻ってループし障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。
【００５２】
第１回目の方向転換が終了してもなお接触検知が継続する場合、走行制御部１１ａは再び自走式掃除機１を後退させる（ステップＳ５２）。後退を続ける間に接触タイマーがタイムアップした場合（ステップＳ５３のＹｅｓ）、走行制御部１１ａは後退を停止させて（ステップＳ７０）前回と逆方向の時計方向に第２回目の方向転換を行う（ステップＳ７１）。なおこの場合、リトライカウンタの値は＋１、即ちゼロにクリアされた状態ではない（ステップＳ６１のＮｏ）。第１回目と同方向にさらに方向転換を試みる態様もあり得るが、この実施形態では第１回目と逆方向に方向転換する。その方が方向転換に成功して障害物から離れる可能性が高いと想定しているのである。
方向転換後、走行制御部１１ａはリトライカウンタを＋１から＋２にカウントアップする（ステップＳ７３）。そして、接触タイマーをリスタートさせる（ステップＳ７７）。その後、ルーチンは再び図１７のステップＳ４１へ戻り、障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。
【００５３】
さらに、接触の検知が継続した場合、走行制御部１１ａは再び自走式掃除機１を後退させる。後退を続ける間に接触タイマーがタイムアップしたら（ステップＳ５３のＹｅｓ）、後退を停止させて前回と逆方向の反時計方向に第３回目の方向転換を行う（ステップＳ７１）。第２回目までの方向転換の後も依然として接触が検出されているとしても若干の方向転換ができている可能性があり、さらに方向転換を試みることで障害物から離れる可能性があると想定しているのである。
方向転換の後に、走行制御部１１ａはリトライカウンタを＋２から＋３にカウントアップし（ステップＳ７３）、接触タイマーをリスタートさせる（ステップＳ７７）。その後、ルーチンはステップＳ４１へ戻り、障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。
それでも接触の検知が継続した場合、再び自走式掃除機１を後退させる。後退を続ける間に接触タイマーがタイムアップしたら（ステップＳ５３のＹｅｓ）、後退をやめて前回と逆方向の時計方向に第４回目の方向転換を行う（ステップＳ７１）。そして、リトライカウンタを＋３から＋４にカウントアップし（ステップＳ７３）、接触タイマーをリスタートさせる（ステップＳ７７）。その後、ルーチンはステップＳ４１へ戻り、障害物接触センサ１４Ｃの監視を続ける。
【００５４】
第４回目の方向転換を行った結果、障害物接触センサ１４Ｃが側壁Ｗの接触を検出しなくなったら（ステップＳ４１のＮｏ）、走行制御部１１ａは自走式掃除機１が現在向いている方向へ走行させる（ステップＳ４９）。これによって、側壁Ｗから離れて走行を継続できる。第４回目に至るまでの段階で接触を検出しなくなった場合も同様である。
一方、第４回目の方向転換を行ってもなお接触の検知が継続したら再び自走式掃除機１を後退させるが、後退を続ける間に接触タイマーがタイムアップしたら（ステップＳ５３のＹｅｓ）、後退をやめて前回と逆方向の時計方向に第５回目の方向転換を行う（ステップＳ７１）。
そして、リトライカウンタを＋４から＋５にカウントアップし（ステップＳ７３）、リトライカウンタが上限値に達したか否か、即ちカウンタ値が＋５未満か否かを判断する（ステップＳ７５）。この場合、リトライカウンタの値は＋５であって＋５未満の条件を満たさないので上限に達したと判断する（ステップＳ７５のＹｅｓ）。走行制御部１１ａは、駆動輪を停止させてエラー報知を行い（ステップＳ７９）処理を終了する。
【００５５】
以上に述べたように、
（i）この発明による自走式電子機器は、筐体の底部に配されて床面の起伏に応じて上下方向に変位し前記筐体を走行させる駆動輪と、前記筐体に対する前記駆動輪の位置を検出する駆動輪センサと、前記筐体の底部と床面との距離を検出する床面検出センサと、前記駆動輪センサおよび前記床面検出センサの検出を逐次参照して段差の有無および、段差を回避するように進路を変更するか否かを判断する走行制御部とを備え、前記走行制御部は、前記駆動輪センサによる検出位置が予め定められた基準位置より下方になった場合、さらに前記床面検出センサの検出距離を参照し、前記検出距離が予め定められた基準距離より大きい場合は回避走行させるが前記基準距離以下であれば回避を行わずに走行させることを特徴とする。
【００５６】
この発明において、駆動輪は、モータ等の動力源によって駆動され自走式電子機器を走行させる車輪である。この発明において駆動輪は、床面の起伏に応じて上下方向に変位可能である。その具体的な態様として例えば、実施の形態に示す懸架機構が挙げられる。
好ましい態様として駆動輪は左輪と右輪からなるが、これより多くてもよいし少なくてもよい。
駆動輪センサは、駆動輪の上下方向の位置を検出するものである。この発明において、駆動輪センサは予め定められた基準位置よりも駆動輪が上方にあるか下方にあるかを２値的に検出できればよい。駆動輪が基準位置より下方にある状態は、駆動輪の浮き上がりが基準よりも大きい状態に相当する。浮き上がりの度合いは、筐体底部から駆動輪が下方に突出する度合いともいえる。
【００５７】
さらにまた、床面検出センサは、筐体の底部と床面との距離を検出して、走行中に検出距離の変化に基づいて段差の有無を検出する。その具体的な態様は、例えば、反射型のフォトセンサである。床面検出センサは、検出距離が予め定められた基準距離よりも大きいか小さいかを２値的に検出できればよい。ただし、２値に留まらず多値の検知を行ってもよい。好ましい態様として、床面検出センサは駆動輪および従動輪がある場合はその従動輪を含む各車輪の前方の領域で床面を検出する。ただし、この態様に限らず、例えば筐体底部の外周に複数配置されてもよいし、各車輪の前後にそれぞれ配置されてもよいし、一部の車輪、例えば駆動輪のみに対応して配置されてもよい。
走行制御部は、自走式電子機器の走行を制御するものである。その具体的な態様は、例えば、マイクロコンピュータを中心として、前記駆動輪センサや床面検出センサからの検出信号を受けたり、前記駆動輪の駆動源に制御信号を出力したりする入出力回路が搭載された制御回路である。
【００５８】
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記走行制御部は、前記駆動輪センサによる検出位置が前記基準位置より下方になった後、回避走行を行わずに予め定められた期間が経過しても前記検出位置が前記基準位置より上方にならない場合は駆動輪を停止させてもよい。
このようにすれば、自走式掃除機が乗り越えられる高さの段差であると前記走行制御部が判断して走行した場合でも、駆動輪の浮き上がりが予め定められた期間を超えて継続すればスリップが生じて走行が停止したと判断して駆動輪を停止させる。そして、空転する駆動輪で床面を傷つけないようできる。
【００５９】
（iii）前記回避走行は、一旦走行を停止して後退または前進した後に方向転換して走行する動作であってもよい。
このようにすれば、例えば、進行方向前方に段差があっても、その段差に至る前に進行を停止させて後退し、方向転換して走行を続けることができる。他の方向に段差がある場合を含め、後退または前進した後に方向転換することによって段差を行き過ぎて落下したり段差で駆動輪が脱輪したりするのを回避できる。
【００６０】
（iv）前記駆動輪は、少なくとも筐体底部右側の右輪と筐体底部左側の左輪からなり、前記走行制御部は、前記右輪と前記左輪の駆動速度または駆動方向を異ならせることにより進路を変更してもよい。
このようにすれば、左右の駆動輪を独立の駆動速度または駆動方向で駆動するという単純な構造で走行の進路を変更できる。
【００６１】
（v）前記床面検出センサは、筐体の底部であって各駆動輪の前方または後方に少なくとも配置されていてもよい。
このようにすれば、各駆動輪の前方または後方の床面の有無を逐次検出して走行することによって、駆動輪および従動輪が段差を行き過ぎて落下あるいは脱輪するのを回避できる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
【００６２】
さらにこの明細書は、筐体の底部に配されて前記筐体を走行させる駆動輪と、前記筐体の前部が障害物と接触していることを検出する障害物接触センサと、前記障害物接触センサの検出を逐次参照し、障害物との接触が検出された場合に前記筐体を後退させ、前記接触が検出されなくなったら筐体を方向転換させて走行の進路を変更する走行制御部とを備え、前記走行制御部は、障害物との接触が検出されて前記筐体を後退させてから予め定められた期間が経過しても前記障害物接触センサが接触を検出している場合に後退を停止して前記筐体を方向転換させる自走式電子機器を記載している。
この態様によれば、障害物との接触を検出して筐体を後退させても駆動輪がスリップして障害物から離れない場合でも、予め定められた期間の経過後後退を停止して前記筐体を方向転換させるので、方向転換によって前記障害物から離れて走行できる場合がある。よって、床面の起伏や障害物の形状によらずに、スムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
【００６３】
さらに好ましい態様として、前記駆動輪は、少なくとも筐体底部右側の右輪と筐体底部左側の左輪からなり、前記走行制御部は、前記右輪と前記左輪の駆動方向または駆動速度を異ならせることにより前記筐体を方向転換させ、予め定められた期間が経過しても前記接触が検出されている場合は、予め定められた方向に予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させるように制御し、方向転換後も前記障害物接触センサが接触を検出している場合は、前記方向と逆方向に予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させるように制御してもよい。
この好適な態様によれば、予め定められた方向に予め定められた角度だけ方向転換しても障害物から離れない場合、逆方向に方向転換することで前記障害物から離れて走行できる場合がある。よって、床面の起伏や障害物の形状によらずに、スムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
【００６４】
さらに前記走行制御部は、予め定められた方向およびその逆方向に予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させてもなお前記障害物接触センサが接触を検出している場合、さらに予め定められた方向に予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させるように制御し、方向転換後も前記障害物接触センサが接触を検出している場合は、前記方向と逆方向に予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させるリトライを予め定められた回数まで行ってもよい。
このさらに好適な態様によれば、予め定められた角度だけ前記筐体を方向転換させてもなお前記障害物から離れない場合でも、リトライを重ねることによって次第に筐体の方向が変わり前記障害物から離れて走行できる場合がある。よって、床面の起伏や障害物の形状によらずに、スムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
【００６５】
また、障害物との接触が検出された場合、後退して前記接触が検出されなくなってから行う方向転換の角度と、後退しても前記接触が検出されている場合に行う方向転換の角度とは異なり、前者の角度よりも後者の角度が大きくてもよい。
この好適な態様によれば、駆動輪がスリップしている場合は方向転換の角度を通常の場合よりも大きくすることで、同じ角度の場合と比べて駆動輪がスリップしていても徐々に方向転換が進んで前記障害物から離れる可能性が高くなる。よって、床面の起伏や障害物の形状によらずに、スムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
【００６６】
前記障害物接触センサは、障害物が筐体の左斜め前方に接触したことを検出する左方障害物接触センサおよび筐体の右斜め前方に接触したことを検出する右方障害物接触センサを備え、前記走行制御部は、左方障害物接触センサが接触を検出した場合は前記筐体を最初に右方向へ方向転換して右方向に進路を変更するようにし、右方障害物接触センサが接触を検出した場合は前記筐体を最初に左方向へ方向転換して左方向に進路を変更するように制御してもよい。
この好適な態様によれば、障害物のない方向へ最初に筐体を方向転換させるので、障害物のある方向へ方向転換する場合と比べて前記障害物から離れる可能性が高くなる。よって、床面の起伏や障害物の形状によらずに、スムーズに走行できる自走式電子機器が実現できる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【符号の説明】
【００６７】
１：自走式掃除機、    ２：筐体、    ２ａ：底板、    ２ｂ１：天板前部、    ２ｂ１１：空気孔、    ２ｂ２：蓋部、    ２ｃ１：側板前半部、    ２ｃ２：側板後半部、    ２ｄ：内部構造壁、    ９：回転ブラシ、    １０：サイドブラシ、    １１：制御部、    １１ａ：走行制御部、    １１Ｓ：回路基板、  １２：充電池、    １３：充電用接続部、    １４：障害検出部、    １４Ａ：超音波受信部、    １４Ｂ：超音波送信部、    １４Ｃ：障害物接触センサ、    １５：集塵部、    １５ａ：集塵容器、    １５ｂ：集塵フィルター、    １８：床面検出センサ、    ２０：ジャイロセンサ、    ２１Ｌ：左輪駆動モータ、    ２１Ｒ：右輪駆動モータ、    ２２Ｌ：左駆動輪、    ２２Ｒ：右駆動輪、    ２３：駆動輪ユニット、    ２３Ｌ：左駆動輪ユニット、    ２３Ｒ：右駆動輪ユニット、    ２４：誘導信号受信部、    ２６：後輪、    ３１：吸込口、    ３２：第１排気口、    ３３：第２排気口、    ５５：報知部、    ６１：記憶部、    １１４：ダクト部、    １１５：電動送風機、    １１９：ブラシモータ、    １２０：イオン発生器、    １２１Ｌ：左輪ドライバ、    １２１Ｒ：右輪ドライバ、    １２３：送風機ドライバ    １２５：ブラシドライバ
２０１：充電台、    ２０２：充電端子部、    ２０３：誘導信号送出部
２２１：駆動輪ホルダー、    ２２１ａ：内側ケース部、    ２２１ｂ：外側ケース部、    ２２１ａ１，２２１ｂ１：円筒部、    ２２１ｒ：ギヤ収納室、    ２２３ａ：第１ギヤ、    ２２３ｂ２：第２ギヤ、    ２２３ｂ３：第３ギヤ、    ２２３ｃ２：第４ギヤ、    ２２３ｃ３：第５ギヤ、    ２２３ｄ２：第６ギヤ、    ２２３：駆動伝達機構、    ２３１：支持部材、    ２４１：付勢部材、    ２５１：遮光板、    ２５３：駆動輪センサ、    ２５３Ｌ：左駆動輪センサ、    ２５３Ｒ：右駆動輪センサ
Ｆ：床面、    ＳＴ：段差、    ｍ１：駆動軸、    Ｐ１：第１軸心、    Ｐ２：第２軸心
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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