(57)【要約】【課題】塵埃の多い床を自動的に念入りに掃除すること。【解決手段】床面を自走可能な筐体を備え、筐体は、塵を含む空気を吸引口から吸引する送風機と、送風機を駆動するモータと、モータに電力を供給するバッテリーと、吸引された空気をろ過して塵を捕獲する集塵部と、前記筐体の走行動作と前記モータの駆動動作を制御する制御部とを搭載し、制御部は前記筐体を走行させると共に前記モータを駆動させて所定の掃除作業を実行させ、その作業完了後における前記集塵部の集塵量の増分ΔＱと所定値Ｑｓとを比較してΔＱ＞Ｑｓのとき、ΔＱ≦Ｑｓになるまで、前記所定掃除作業をくり返し実行させることを特徴とする自走式掃除機。【選択図】図８
2017042217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面を自走可能な筐体を備え、筐体は、塵を含む空気を吸引口から吸引する送風機と、送風機を駆動するモータと、モータに電力を供給するバッテリーと、吸引された空気をろ過して塵を捕獲する集塵部と、前記筐体の走行動作と前記モータの駆動動作を制御する制御部とを搭載し、制御部は前記筐体を走行させると共に前記モータを駆動させて所定の掃除作業を実行させ、その作業完了後における前記集塵部の集塵量の増分ΔＱと所定値Ｑｓとを比較してΔＱ＞Ｑｓのとき、バッテリー残量と集塵部の可能集塵量の少なくとも一方に応じて、ΔＱ≦Ｑｓになるように、前記所定掃除作業をくり返し実行させることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
制御部は、前記モータの電機子電圧と電機子電流から集塵量の増分ΔＱを算出することを特徴とする請求項１記載の自走式掃除機。
【請求項３】
制御部は、所定掃除作業が１回完了する毎にバッテリーの残量Ｂｒと、最新の所定掃除作業１回分に要した電力Ｂｓとを比較して、Ｂｒ＜Ｂｓの場合には、ΔＱ＞Ｑｓであっても掃除作業を中止することを特徴とする請求項１又は２記載の自走式掃除機。
【請求項４】
制御部は、バッテリー残量Ｂｒをバッテリー端子電圧から算出する請求項３記載の自走式掃除機。
【請求項５】
制御部は、所定の掃除作業が１回完了する毎に、前記集塵部の最大可能集塵量Ｑｍと現在の集塵量Ｑとの差と、前記集塵量の増分ΔＱとを比較して、Ｑｍ−Ｑ＜ΔＱの場合には、ΔＱ＞Ｑｓであっても掃除作業を中止することを特徴とする請求項１又は２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、掃除対象の部屋の形状に応じて規則走行とランダム走行を適宜使い分けて掃除を行うことにより、掃除のし残し領域をなくすようにした自走式掃除機が知られている（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２００５−３５２７０７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では、掃除対象の部屋の形状に応じて走行の方式を使い分け、掃除のし残し領域をなくす制御はできるが、汚れ（塵埃量）の多い部屋については掃除回数を自動的に多くして念入りに掃除するというような制御はできないため、一定レベルの掃除結果が得られないという問題点があった。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、塵埃量の多い部屋については自動的に掃除回数を多くして念入りに掃除を行うことが可能な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】
【０００５】
この発明は、床面を自走可能な筐体を備え、筐体は、塵を含む空気を吸引口から吸引する送風機と、送風機を駆動するモータと、モータに電力を供給するバッテリーと、吸引された空気をろ過して塵を捕獲する集塵部と、前記筐体の走行動作と前記モータの駆動動作を制御する制御部とを搭載し、制御部は前記筐体を走行させると共に前記モータを駆動させて所定の掃除作業を実行させ、その作業完了後における前記集塵部の集塵量の増分ΔＱと所定値Ｑｓとを比較してΔＱ＞Ｑｓのとき、バッテリー残量と集塵部の可能集塵量の少なくとも一方に応じて、ΔＱ≦Ｑｓになるように、前記所定掃除作業をくり返し実行させ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】
【０００６】
この発明によれば、所定の掃除作業の完了後における集塵量の増分ΔＱと所定値Ｑｓとが比較されΔＱ＞Ｑｓのとき、ΔＱ≦Ｑｓになるように、所定掃除作業がくり返し行われるので、塵埃の多い掃除対象は、自動的に念入りに掃除され、掃除結果が一定のレベルに保持されて衛生的である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【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側の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１に示す自走式掃除機の底面側の斜視図である。
【図４】集塵装置を取り出した状態を示す図２対応図である。
【図５】図１に示す自走式掃除機の制御系を示すブロック図である。
【図６】図１に示す自走式掃除機のバッテリー（蓄電器）の放電特性図である。
【図７】図１に示す自走式掃除機の集塵量対電機子電流の関係を電機子電圧をパラメータとして示す特性図である。
【図８】この発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の第２実施形態の自走式掃除機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実施形態の自走式掃除機の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の第１〜第３実施形態における自走式掃除機の走行パターンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
この発明の自走式掃除機は、床面を自走可能な筐体を備え、筐体は、塵を含む空気を吸引口から吸引する送風機と、送風機を駆動するモータと、モータに電力を供給するバッテリーと、吸引された空気をろ過して塵を捕獲する集塵部と、前記筐体の走行動作と前記モータの駆動動作を制御する制御部とを搭載し、制御部は前記筐体を走行させると共に前記モータを駆動させて所定の掃除作業を実行させ、その作業完了後における前記集塵部の集塵量の増分ΔＱと所定値Ｑｓとを比較してΔＱ＞Ｑｓのとき、バッテリー残量と集塵部の可能集塵量の少なくとも一方に応じて、ΔＱ≦Ｑｓになるように、前記所定掃除作業をくり返し実行させることを特徴とする。
【０００９】
制御部は、前記モータの電機子電圧と電機子電流から集塵量の増分ΔＱを算出することができる。
制御部は、吸引口に設けた光学センサーや圧電センサーの出力から集塵量を算出してもよい。
制御部は、所定掃除作業が１回完了する毎にバッテリーの残量Ｂｒと、最新の所定掃除作業１回分に要した電力Ｂｓとを比較して、Ｂｒ＜Ｂｓの場合には、ΔＱ＞Ｑｓであっても掃除作業を中止することが好ましい。
制御部は、バッテリー残量Ｂｒをバッテリー端子電圧から算出することができる。
制御部は、所定の掃除作業が１回完了する毎に、前記集塵部の最大可能集塵量Ｑｍと現在の集塵量Ｑとの差と、前記集塵量の増分ΔＱとを比較して、Ｑｍ−Ｑ＜ΔＱの場合には、ΔＱ＞Ｑｓであっても掃除作業を中止することが好ましい。
【００１０】
前記バッテリーには、放電に伴って端子電圧が低下する、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池などを用いることができる。
前記モータには、永久磁石励磁直流モータを好適に用いることができる。
【００１１】
以下、図面に示す自走式掃除機の実施形態を用いてこの発明の自走式掃除機を説明する。これによってこの発明は限定されることはない。
【００１２】
（第１実施形態）
１．自走式掃除機の構成
図１はこの発明の実施形態に係る自走式掃除機の上面斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１に示される自走式掃除機の底面斜視図、図４は集塵装置が取り出された状態を示す図２対応図、図５は図１に示される自走式掃除機の制御系を示すブロック図である。
【００１３】
図１〜図３に示されるように、この発明の実施形態に係る自走式掃除機１は、設置された場所の床面（被清掃面）Ｆ（図２）を自走しながら、床面Ｆ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上を掃除するように構成されている。
【００１４】
自走式掃除機１は、円盤状の筐体２を備え、この筐体２の内部および外部に、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、集塵装置（集塵部）３０、電動送風機２２、一対の駆動輪２９、後輪２６および前輪２７、各種センサ、および制御部等の構成要素が設けられている。
図２に示す自走式掃除機１において、前輪２７が配置されている部分が前方部、後輪２６が配置されている部分が後方部、集塵装置３０が配置されている部分が中間部である。
【００１５】
筐体２は、前方部における中間部との境界付近の位置に形成された吸込口６を有する平面視円形の底板２ａと、筐体２に対して集塵装置３０を出し入れする際に開閉する蓋部３を中間部に有している天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの間の外周部に沿って設けられた側板２ｃとを備えている。
【００１６】
また、底板２ａには前輪２７、一対の駆動輪２９および後輪２６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、天板２ｂにおける前方部と中間部との境界には排気口７が形成されている。なお、側板２ｃは、前後に二分割されており、側方前部はバンパーとして機能するように、変位可能に設けられている。
【００１７】
また、図１に示されるように、筐体２の天板２ｂにおける後方部には、電源スイッチ（押釦スイッチ）６２と、ユーザーが操作する起動スイッチやその他各種条件を入力するスイッチを備えた入力部（入力パネル）６３と、集塵量の満杯の警報を表示したり、掃除機の状況を表示する表示部（表示パネル）６４を備えている。
【００１８】
また、図４に示されるように、筐体２は、その内部において、前方部に電動送風機２２を収納する前方収納室Ｒ１を有し、中間部に集塵装置３０を収納する中間収納室Ｒ２を有する。また、後方部に制御部の制御基板１５、バッテリー１４（蓄電池）、充電端子４等を収納する後方収納室Ｒ３を有し、前方部と中間部との境界付近に吸引路１１および排気路１２を有している。
【００１９】
吸引路１１は吸込口６と中間収納室Ｒ２とを連通し、排気路１２は中間収納室Ｒ２と前方収納室Ｒ１とを連通している。なお、これらの各収納室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、吸引路１１および排気路１２は、筐体２の内部に設けられてこれらの空間を構成する仕切り壁３９によって仕切られている。
【００２０】
一対の駆動輪２９は、筐体２の中心を通る中心線Ｃ（図２）と直角に交わる一対の回転軸に固定されており、一対の駆動輪２９が同一方向に回転すると筐体２が進退し、各駆動輪２９が逆方向に回転すると筐体２が中心線Ｃの回りに回転する。
【００２１】
一対の駆動輪２９の回転軸は、一対の駆動輪用モータからそれぞれ個別に回転力が得られるように連結されており、各モータは筐体の底板２ａ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。
【００２２】
前輪２７はローラからなり、進路上に現れた段差に接地し、筐体２が段差を容易に乗り越えられるよう、駆動輪２９が接地する床面Ｆ（図２）から少し浮き上がるよう筐体２の底板２ａの一部に回転可能に設けられている。
後輪２６は自在車輪からなり、駆動輪２９が接地する床面Ｆと接地するよう筐体２の底板２ａの一部に回転可能に設けられている。
【００２３】
このように、筐体２に対して前後方向中間に一対の駆動輪２９を配置し、前輪２７を床面Ｆから浮かせ、自走式掃除機１の重量を一対の駆動輪２９と後輪２６によって支持できるよう、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２７によって遮ることなく吸込口６に導くことができる。
【００２４】
吸込口６は、床面Ｆに対面するよう筐体２の底面（底板２ａ）に形成された凹部８の開放面であり、この凹部８に吸口体としてのボトムプレート６０（図３参照）が嵌め入れられることにより吸込口６が形成される。この凹部８内には、筐体２の底面と平行な軸心の廻りに回転する回転ブラシ９が設けられ、凹部８の左右両側には底板２ａに垂直な回転軸心の廻りに回転するサイドブラシ１０が設けられている。
【００２５】
回転ブラシ９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ている。サイドブラシ１０は、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。
【００２６】
なお、回転ブラシ９の回転軸および一対のサイドブラシ１０の回転軸は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたブラシ駆動モータ５８（図５）、およびブラシ駆動モータ５８の回転をプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して連結されている。
また、図３に示すように吸込口６の後方の縁には吸込口６で吸い込まれなかった塵埃を捕捉し塵埃の散乱を防止するためのブレード状の捕捉部材としての起毛ブラシ６５が設けられている。
【００２７】
図３に示されるように、筐体２の底面と前輪２７との間には床面を検知する床面検知センサ１３が配置され、左右の駆動輪２９の側部前方には同様の床面検知センサ１９が配置されている。
【００２８】
床面検知センサ１３によって下り階段を検知すると、その検知信号が制御部５４（図５）に送信され、制御部は両駆動輪２９が停止するよう制御する。また、床面検知センサ１３が故障した場合、床面検知センサ１９が下り階段を検知して両駆動輪２９を停止することができるため、自走式掃除機１の下り階段への落下が防止されている。
【００２９】
また、床面検知センサ１９が、下り階段を検知すると、その検知信号が制御部５４に送信され、制御部５４は駆動輪２９が下り階段を回避して走行するように制御してもよい。
【００３０】
図４に示す制御基板１５には、自走式掃除機１を制御する制御部５４（図５）や、駆動輪２９、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、電動送風機２２等の各要素を駆動するモータドライバ回路５７、５９（図５）などの制御回路が設けられている。
【００３１】
筐体２の側板２ｃの後端には、バッテリー１４の充電を行う充電端子４（図４）が設けられている。室内を自走しながら掃除する自走式掃除機１は、室内に設置されている充電台４０（図２）に帰還する。これにより、充電台４０に設けられた端子部４１に充電端子４が接触し、バッテリー１４の充電が行われる。商用電源（コンセント）に接続される充電台４０は、通常、室内の側壁Ｓに沿って設置される。
【００３２】
集塵装置３０は、筐体２内における両駆動輪２９の回転軸の軸心よりも上方の中間収納室Ｒ２内に収納されており、集塵装置３０内に捕集された塵埃を廃棄する際は、図４に示されるように、筐体２の蓋部３を開いて集塵装置３０を出し入れすることができる。
【００３３】
集塵装置３０は、開口部を有する集塵容器３１と、集塵容器３１の開口部を覆うフィルタ部３３と、フィルタ部３３と集塵容器３１の開口部とを覆うカバー部３２とを備えている。カバー部３２およびフィルタ部３３は、集塵容器３１の前側の開口端縁に回動可能に軸支されている。
【００３４】
集塵容器３１の側壁前部には、集塵装置３０が筐体２の中間収納室Ｒ２内に収納された状態において、筐体２の吸引路１１と連通する流入路３４と、筐体２の排気路１２と連通する排出路３５とが設けられている。
【００３５】
自走式掃除機１全体の駆動制御を行う制御系は、図５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、２つの駆動輪２９をそれぞれ駆動するための駆動輪用モータ５５，５６を制御するモータドライバ回路５７、回転ブラシ９およびサイドブラシ１０を駆動するブラシ駆動モータ５８を制御するモータドライバ回路５９、電動送風機２２に組込まれた直流モータ６９とバッテリー１４との接続をＯＮ・ＯＦＦするスイッチング素子６８、直流モータ６９の電機子電圧Ｖａを検出する分圧抵抗器７０、直流モータ６９に流れる電流、つまり電機子電流Ｉａを検出するシャント（分流）抵抗器６１、電源スイッチ６２、床面検知センサ１３と１９を含む各種センサ６７を駆動制御するセンサ制御ユニット６６、入力部６３および表示部６４を備える。
なお、直流モータ６９には、永久磁石励磁直流モータが用いられる。
【００３６】
電源スイッチ６２（図１、図５）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、モータドライバ回路５９、制御部５４、入力部６３、表示部６４、およびセンサ制御ユニット６６へそれぞれ供給される。また、制御部５４からの出力信号に応じて、モータドライバ回路５７は駆動輪用モータ５５、５６を、モータドライバ回路５９はブラシ駆動モータ５８をそれぞれ駆動する。
【００３７】
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と分圧抵抗器７０とシャント抵抗器６１と各種センサ６５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５７，５９、スイッチング素子６８、表示部６４などへ出力するようになっている。
【００３８】
なお、ＲＡＭ５３は、入力部６３からユーザーにより入力される各種指令および自走式掃除機１の各種動作条件や各種センサ６５およびシャント抵抗器６１の出力などを一時的に記憶するようになっている。
【００３９】
また、ＲＡＭ５３は、自走式掃除機１の走行マップを記憶することができる。走行マップは、自走式掃除機１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、あるいは自走式掃除機１自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。また、各種センサ６５は、床面検知センサ１３，１９の他に、臭いセンサ、湿度センサ、人感センサ、接触センサなどを含む。
【００４０】
臭いセンサは、筐体２の外部周辺の臭いを検知する。臭いセンサとしては、例えば、半導体式や接触燃焼式の臭いセンサを用いることができる。自走式掃除機１の外部周辺の臭いを検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で臭いセンサが配置される。制御部５４は臭いセンサからの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の臭い情報を得る。
【００４１】
湿度センサは、筐体２の外部周辺の湿度を検知する。湿度センサとしては、例えば、高分子感湿材料を用いた静電容量式や電気抵抗式の湿度センサを用いることができる。自走式掃除機１の外部周辺の相対湿度を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で湿度センサが配置される。制御部５４は、湿度センサからの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の湿度情報を得る。
【００４２】
人感センサとしては、例えば、赤外線、超音波、可視光等によって人の存在を検知する人感センサを用いることができる。自走式掃除機１の外部周辺の人の存在を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で人感センサが配置される。制御部５４は、人感センサからの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の人の存在情報を得る。
【００４３】
接触センサは、自走式掃除機１が走行時に障害物と接触したことを検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃの前部に配置される。制御部５４は接触センサからの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の障害物の存在情報を得る。
【００４４】
このように構成された自走式掃除機１において、掃除運転の指令により、電動送風機２２、駆動輪２９、回転ブラシ９およびサイドブラシ１０が駆動する。これにより、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、駆動輪２９および後輪２６が床面Ｆ（図２）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６から床面Ｆの塵埃を含む空気を吸い込む。
【００４５】
このとき、回転ブラシ９の回転によって床面Ｆ上の塵埃は掻き上げられて吸込口６に導かれる。また、サイドブラシ１０の回転によって吸込口６の側方の塵埃が吸込口６に導かれる。
【００４６】
吸込口６から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図２の矢印Ａ１に示されるように、筐体２の吸引路１１を通り、集塵装置３０の流入路３４を通って集塵容器３１内に流入する。
【００４７】
集塵容器３１内に流入した気流は、フィルタ部３３を通過してフィルタ部３３とカバー部３２との間の空間に流入し、排出路３５を通って筐体２の排気路１２へ排出される。この際、集塵容器３１内の気流に含まれる塵埃はフィルタ部３３によって捕獲されるため、集塵容器３１内に塵埃が堆積する。
【００４８】
集塵装置３０から筐体２の排気路１２へ流入した気流は、図２の矢印Ａ２に示されるように前方収納室Ｒ１へ流入し、図示しない第１排気路および第２排気路を流通する。そして、筐体２の上面に設けた排気口７から、図２の矢印Ａ３に示されるように、後方の斜め上方にフィルタ部３３にて除塵された綺麗な空気が放出される。
【００４９】
これにより、床面Ｆ上の掃除が行われる。このとき、排気口７から後方の斜め上方に向けて排気するので、床面Ｆの塵埃の巻き上げが防止され、室内の清浄度を向上することができる。
【００５０】
また、自走式掃除機１は、前述のように、左右の駆動輪２９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中心線Ｃを中心に旋回する。
【００５１】
例えば、自走式掃除機１は、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衝突した場合、駆動輪２９が停止し、左右の駆動輪２９を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式掃除機１は、設置場所全体あるいは所望範囲全体に障害物を避けながら自走することができる。
【００５２】
また、自走式掃除機１は、左右の駆動輪２９と後輪２６の３点で床面Ｆに接触しており、前進時に急停止しても後輪２６が床面Ｆから浮き上がらないようなバランスで重量配分されている。そのため、自走式掃除機１が前進中に下り階段の手前で急停止し、それによって自走式掃除機１が前のめりに傾いて下り階段へ落下するということが防止されている。なお、駆動輪２９は、急停止してもスリップしないよう、溝を有するゴムタイヤをホイールに嵌め込んで形成されている。
【００５３】
また、集塵装置３０が駆動輪２９の回転軸の上方に配置されているため、集塵によって重量が増加しても自走式掃除機１の重量バランスが維持される。
自走式掃除機１は、掃除が終了すると充電台４０（図２）に帰還する。これにより、充電端子４が端子部４１に接してバッテリー１４が充電される。
【００５４】
２．バッテリー残量と集塵量の検知（算出）方法
この発明の特徴の１つであるバッテリー残量と集塵量を検知する方法について以下に説明する。
図６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６から、バッテリー残量Ｂｒの低下に伴って、端子電子Ｖｂは、Ｖ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3と徐々に低下し、最終的に放電終止電圧（再充電可能電圧）Ｖｓまで低下することが分かる。
【００５５】
ここで、端子電圧ＶｂがＶｓ（放電終止電圧）まで低下した時のバッテリー残量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。
【００５６】
また、図７は、直流モータ６９の電機子電圧ＶａがＶ0、Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3と低下した時の集塵装置（集塵部）３０の集塵量Ｑに対する直流モータ６９の電機子電流Ｉａの変化を示す。
【００５７】
つまり、図７は、次のような特性を示すことが分かる。
（１）集塵量Ｑが最大値Ｑｍ（満杯）に向かって多くなるほど電機子電流Ｉａは低下する。
（２）電機子電圧Ｖａが低下するほど、同じ集塵量Ｑに対する電機子電流Ｉａが低下する。
（３）Ｖａ＝Ｖ0では、Ｉａ＝Ｉ1のとき、集塵量Ｑ＝Ｑｍ（満杯）になる。しかし、ＶａがＶ1、Ｖ2、Ｖ3と低下するに従って、Ｉａ＝Ｉ1のときの集塵量Ｑが徐々にＱｍより小さくなる。
【００５８】
従って、図６からバッテリー残量Ｂｒ（％）は、バッテリー端子電圧Ｖｂの関数
Ｂｒ＝ｆ（Ｖｂ）…（１）
で表される。但し、端子電圧Ｖｂ＝Ｖｓのとき、Ｂｒ＝０とする。
【００５９】
また、図７から集塵量Ｑは、電機子電圧Ｖａと電機子電流Ｉａとの関数
Ｑ＝ｇ（Ｖａ，Ｉａ）…（２）
で表されることが分かる。
【００６０】
なお、Ｖａ，Ｉａ，Ｖｂは、集塵量Ｑやバッテリー残量Ｂｒを算出するために経時的にＲＡＭ５３に格納され、適宜更新される。
【００６１】
３．自走式掃除機による掃除作業
図８は第１実施形態における自走式掃除機１の掃除作業の特徴を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、入力部６３（図１、図５）から起動指令が入力（ＯＮ）されると、自走式掃除機１により所定の掃除作業が実行される（ステップＳ２）。
ここで、所定の掃除作業としては、例えば図１１に示すような走行パターンによる掃除作業が挙げられる。
【００６２】
図１１（ａ）、（ｂ）は、４つの壁面Ｗ１〜Ｗ４で囲まれた四角形の部屋における規則走行とランダム走行のそれぞれの走行パターンを示している。
図５（ａ）の規則走行では、始点Ｓから出発した自走式掃除機１は壁面Ｗ１に平行に沿って進行し、壁面Ｗ２に接近すると９０度だけ反時計方向に回転する。そして、壁面Ｗ２に沿って所定ピッチＰだけ進行し、再び９０度だけ反時計方向に回転する。
【００６３】
次に、壁面Ｗ１に平行に進行し、壁面Ｗ４に接近すると９０度だけ時計方向に回転する。そして、壁面Ｗ４に沿って所定ピッチＰだけ進行し、再び９０度だけ時計方向に回転し、壁面Ｗ１に平行に進行する。
【００６４】
このような動作がくり返されて、最終的に自走式掃除機１が壁面Ｗ３に接近すると、掃除ロボット１Ａは壁面Ｗ３とＷ４に沿って進行する。そして、始点Ｓに重なる位置又は始点Ｓの近傍の位置の終点Ｅまで戻ると清掃動作は完了となる。
【００６５】
また、図５（ｂ）のランダム走行では、始点Ｓから出発した掃除ロボット１Ａは壁面Ｗ１〜Ｗ４のいずれかに向かって任意の角度で進行し、１つの壁面に接近すると任意の角度で反射するように他の壁面に向かって進行する。
【００６６】
このような動作がくり返されて所定の走行時間又は走行距離だけ走行すると終点Ｅで清掃動作は完了となる。
なお、このような走行パターンは、適宜、入力部６３において選択されて掃除動作と組合わされる。
【００６７】
図８において、所定の掃除作業が完了すると（ステップＳ３）、ＲＡＭ５３に格納されている直流モータ６９の電機子電圧Ｖａと電機子電流Ｉａから式（２）を用いて、前回までの作業による集塵量と今回の作業による集塵量との差、つまり集塵量の増分ΔＱが算出され、増分ΔＱが所定量Ｑｓと比較される（ステップＳ４）。
【００６８】
そして、ΔＱ＞Ｑｓの場合には、今回掃除作業を行った部屋の塵埃量が多量であったと判断され、再度の掃除（念入り掃除）を行うためにルーチンはステップＳ２に戻る。この動作はステップＳ４においてΔＱ≦Ｑｓになるまでくり返される。
【００６９】
そして、ステップＳ４においてΔＱ≦Ｑｓになると、自走式掃除機１は終点Ｅから充電台４０（図２）へ帰還し停止する（ステップＳ５）。この実施形態によれば、このように掃除対象の塵埃が多いときには、掃除作業がくり返し行われるので、掃除の作業結果を常に好ましいレベルに保持することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図９はこの発明の第２実施形態を示す図８対応図であり、その他の構成や動作は第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００７１】
この実施形態においては、図９に示すように、まず、ステップＳ１１において、入力部６３から起動指令が入力（ＯＮ）されると、自走式掃除機１は、前述のように図１１（ａ）又は（ｂ）に示す走行パターンによる所定の掃除作業を実行する（ステップＳ１２）。
【００７２】
そして、所定の掃除作業が完了すると（ステップＳ１３）、第１実施形態と同様に、今回の作業による集塵量の増分ΔＱが算出され、増分ΔＱが所定量Ｑｓと比較される（ステップＳ１４）。
【００７３】
ここで、ΔＱ＞Ｑｓの場合、掃除作業を行った部屋の塵埃量が多量であったと判断され、バッテリー残量Ｂｒが式（１）により算出され、所定掃除作業１回分に要する電力Ｂｓと比較される（ステップＳ１５）。Ｂｒ≧Ｂｓであると、バッテリー残量は十分であるとみなされ、念入り掃除を行うためにルーチンはステップＳ１２へ戻る。
【００７４】
ステップＳ１５においてＢｒ＜Ｂｓの場合、バッテリー残量不足と判断され、自走式掃除機１は終点Ｅから充電台４０に帰還し、充電が行われる（ステップＳ１６）。満充電になると（ステップＳ１７）、ルーチンは再びステップＳ１２に戻り、念入り掃除作業が行われる。
【００７５】
なお、ステップＳ１４においてΔＱ＞Ｑｓでない場合には、部屋の塵埃量が少量であったと判断され、念入り掃除作業は行われず、自走式掃除機１は終点Ｅから充電台４０へ帰還し、停止する（ステップＳ１８）。
【００７６】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様に念入り掃除が行われるが、念入り掃除を行う前にバッテリー残量が確認されるので、念入り掃除作業がバッテリー残量不足で中断されることがない。
【００７７】
（第３実施形態）
図１０は、この発明の第３実施形態を示す図８対応図であり、その他の構成や動作は第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。
【００７８】
この実施形態においては、図１０に示すように、まず、ステップＳ２１において入力部６３から起動指令が入力（ＯＮ）されると、自走式掃除機１は図１１（ａ）又は（ｂ）に示す走行パターンによる所定の掃除作業を実行する（ステップＳ２２）。
【００７９】
そして、所定の掃除作業が完了すると（ステップＳ２３）、前述のように今回の作業による集塵量の増分ΔＱが算出され、増分ΔＱが所定量Ｑｓと比較される（ステップＳ２４）。
【００８０】
ここで、ΔＱ＞Ｑｓの場合、掃除作業を行った部屋の塵埃量が多量であったと判断され、集塵装置３０の最大可能集塵量Ｑｍと現在の集塵量Ｑとの差と、今回の作業による集塵量の増分ΔＱとが比較される（ステップＳ２５）。Ｑｍ−Ｑ≧ΔＱである場合には、集塵装置３０の集塵能力に余裕があるとみなされ、念入り掃除を行うためにルーチンはステップＳ２２へ戻る。
【００８１】
ステップＳ２５においてＱｍ−Ｑ＜ΔＱの場合、集塵装置３０の集塵能力が不足と判断され、表示部６４に、集塵装置３０の塵埃を廃棄する旨の警告が表示される（ステップＳ２６）。
【００８２】
そして、自走式掃除機１は終点Ｅから充電台４０へ帰還し、停止する（ステップＳ２７）。また、ステップＳ２４においてΔＱ＞Ｑｓでない場合には、掃除作業を行った部屋の塵埃量は少量であったと判断され、自走式掃除機１は終点Ｅから充電台４０へ帰還し停止する（ステップＳ２７）。この実施形態によれば、念入り掃除を行う前に集塵能力が確認されるので、集塵能力が十分にある状態で効率よく掃除作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  自走式掃除機、  ２  筐体、  ２ａ  底板、  ２ｂ  天板、  ２ｃ  側板、  ３  蓋部、  ４  充電端子、  ６  吸込口、  ７  排気口、  ８  凹部、  ９  回転ブラシ、  １０  サイドブラシ、  １１  吸引路、  １２  排気路、  １３  床面検知センサ、  １４  バッテリー（蓄電池）、  １５  制御基板、  １９  床面検知センサ、  ２２  電動送風機、  ２６  後輪、  ２７  前輪、  ２９  駆動輪、  ３０  集塵装置（集塵部）、  ３１  集塵容器、  ３２  カバー部、  ３３  フィルタ部、  ３４  流入路、  ３５  排出路、  ３９  仕切り壁、  ４０  充電台、  ４１  端子部、  ５１  ＣＰＵ、  ５２  ＲＯＭ、  ５３  ＲＡＭ、  ５４  制御部、  ５５  駆動輪用モータ、  ５６  駆動輪用モータ、  ５７  モータドライバ回路、  ５８  ブラシ駆動モータ、  ５９  モータドライバ回路、  ６０  ボトムプレート、  ６１  シャント抵抗器、  ６２  電源スイッチ、６３  入力部（入力パネル）、  ６４  表示部（表示パネル）、  ６５  起毛ブラシ、  ６６  センサ制御ユニット、  ６７  各種センサ、  ６８  スイッチング素子、  ６９  直流モータ、  ７０  分圧抵抗器、  Ｒ１  前方収納室、  Ｒ２  中間収納室、  Ｃ  中心線、  Ｆ  床面、  Ｓ  側壁、  Ｒ３  後方収納室
【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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【図１１】
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