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JP5991209B2 - 無人搬送車の運行制御システム - Google Patents

無人搬送車の運行制御システム Download PDF

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Description

本発明は、無人搬送車の運行制御システムに関し、特に複数の無人搬送車の運行制御システムに関するものである。
従来から、車両に搭載されている蓄電装置の電力を用いて走行するものであって運転者が運転する電気自動車が知られている。このような電気自動車として、例えば特許文献1には、非接触で電力を受電可能な装置を備えたものが記載されているとともに、蓄電装置の残容量(SOC)が下限値と上限値との間になるように制御されることが記載されている。
特開2012−120416号公報
ここで、本発明者らは、作業者が運転を行うことなく予め定められた走行経路を走行する無人搬送車に蓄電装置を搭載し、蓄電装置の電力を用いて無人搬送車を走行させることに着目した。この場合、無人搬送車には、電気自動車等の有人の車両とは異なり、積載重量の変動幅が広いといった特性がある。そして、このような特性は、蓄電装置の劣化に影響する。
例えば、積載重量に応じて、走行に用いられる蓄電装置のSOCの減少量が変動する。このため、積載重量の変動幅が広いと、蓄電装置のSOCの減少量の変動幅が広くなる。すると、複数の無人搬送車を用いてコンテナ等の積載重量がそれぞれ異なる複数の荷物を搬送した場合、蓄電装置のSOCの減少量の変動幅の広さに起因して、各無人搬送車間の蓄電装置のSOCに、ばらつきが発生し得る。その結果、SOCが過度に低い無人搬送車が発生し、蓄電装置の劣化が懸念される。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、搬送に伴う各無人搬送車間の蓄電装置のSOCのばらつきに起因した蓄電装置の劣化を抑制することができる無人搬送車の運行制御システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成する無人搬送車の運行制御システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、を備えており、前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、前記指示部は、前記低SOC無人搬送車が複数あり、且つ、前記高SOC無人搬送車が複数ある場合には、前記複数の低SOC無人搬送車のうち相対的にSOCが低いものと、前記複数の高SOC無人搬送車のうち相対的にSOCが高いものとが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示することを特徴とする。
かかる構成によれば、低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されることによって、低SOC無人搬送車の充電を行うことができる。これにより、低SOC無人搬送車の蓄電装置のSOCが過度に低くなることを抑制することができ、搬送に伴う各無人搬送車間でのSOCのばらつきに起因した蓄電装置の劣化を抑制することができる。
また、低SOC無人搬送車の充電を行う構成として、高SOC無人搬送車から低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行う構成を採用することにより、各無人搬送車のSOCのばらつきを好適に抑制することができる。また、充電スタンド等といった充電設備を省略することができる。
また、相対的に基準値からの差が大きいもの同士の間で電力伝送を行うことにより、より好適に蓄電装置のSOCのばらつきを抑制することができる。
上記目的を達成する無人搬送車の運行制御システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、を備えており、前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、前記走行経路には、前記無人搬送車が待機する待機区間が設けられており、前記指示部は、前記待機区間において前記高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置され、且つ、前記待機区間に待機している前記高SOC無人搬送車及び前記低SOC無人搬送車が、予め定められた順序で順次走行を開始するよう指示するものであり、前記順序は、前記待機区間にて待機している前記各無人搬送車の前記蓄電装置のSOCと前記基準値との差に基づいて決定されることを特徴とする。
かる構成によれば、待機区間にて待機している時間を利用して電力伝送を行うことができる。これにより、電力伝送を行う時間を別途確保することなく、低SOC無人搬送車の充電を行うことができ、稼働率の低下を抑制することができる。また、走行開始の順序に応じて、待機区間における待機時間が変動し得るため、走行開始の順序に基づいて確保可能な電力伝送時間が決まり得る。この点、本構成によれば、待機区間にて待機している各無人搬送車の蓄電装置のSOCと基準値との差に基づいて、走行開始の順序を決定する構成とした。これにより、上記差によってSOCのばらつきを抑制するための電力伝送時間に、ばらつきが生じ得る場合であっても、適切な電力伝送時間を確保することができる。
なお、本構成の一例としては「前記順序は、SOCと前記基準値との差が大きい前記高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車との組み合わせほど後に決定される」とよい。かかる構成によれば、比較的SOCのばらつき抑制のために電力伝送時間を長く要する組み合わせほど、走行開始の順序が後に決定されるため、電力伝送時間を好適に確保することができる。
上記目的を達成する無人搬送車の運行制御システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、を備えており、前記基準値は、前記無人搬送車の運行制御システムの稼働時間に基づいて設定されることを特徴とする。
かかる構成によれば、基準値は無人搬送車の運行制御システムの稼働時間に基づいて設定されるため、無人搬送車の運行制御システムの稼働に伴う各無人搬送車の蓄電装置のSOCの全体的な低下に対応した基準値の設定を実現することができる。
上記目的を達成する無人搬送車の運行制御システムは、蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、を備えており、前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、前記基準値は、前記無人搬送車の運行制御システムの稼働時間に基づいて設定されることを特徴とする。
上記無人搬送車の運行制御システムについて、前記走行経路上には、荷物の積み降ろしを行うスペースであって、前記無人搬送車を充電可能な充電器が設置された積み降ろしスペースが設けられており、前記指示部は、前記低SOC無人搬送車が、前記積み降ろしスペースであって前記充電器による充電が可能な位置に配置されるよう指示するとよい。かかる構成によれば、積み降ろしスペースにて待機している時間を利用して、低SOC無人搬送車の充電を行うことができる。これにより、搬送に伴う各無人搬送車間でのSOCのばらつきに起因した蓄電装置の劣化を抑制することができるとともに、稼働率の低下を抑制することができる。
搬送に伴う各無人搬送車間の蓄電装置のSOCのばらつきに起因した蓄電装置の劣化を抑制することができる。
第1実施形態のコンテナターミナルの全体像を示す模式図。 無人搬送車の運行制御システム及び無人搬送車の構成を示す模式図。 運行制御装置にて実行される待機指示処理を示すフローチャート。 基準値と稼働時間との関係を示すグラフ。 無人搬送車の移動態様を説明するための模式図。 各無人搬送車の蓄電装置のSOCを示すグラフ。 (a)は電力伝送を行う場合における高負荷の無人搬送車のSOCの変動を示すグラフであり、(b)は電力伝送を行う場合における低負荷の無人搬送車のSOCの変動を示すグラフ。 (a)は電力伝送を行わない場合における高負荷の無人搬送車のSOCの変動を示すグラフであり、(b)は電力伝送を行わない場合における低負荷の無人搬送車のSOCの変動を示すグラフ。 第2実施形態のコンテナターミナルの全体像を示す模式図。 (a)は無人搬送車の平面模式図であり、(b)は無人搬送車の側面模式図。
(第1実施形態)
以下、無人搬送車の駆動システムを港湾のコンテナターミナルに適用した一実施形態について説明する。
まず、コンテナターミナルの全体像について説明する。図1に示すように、コンテナターミナルには、コンテナ船S付近に配置され、コンテナの積み降ろしを行うガントリークレーンC0と、ガントリークレーンC0とは離れた位置に配置され、コンテナの積み降ろしを行う複数(例えば2つ)のラバータイヤクレーンC1,C2とが設けられている。
コンテナターミナルにおいては、複数の無人搬送車(AGV)11が誘導ライン等の誘導部によって規定された走行経路Rを予め定められた方向(例えば反時計回り)で周回する。無人搬送車11は、荷物としてのコンテナを積載可能に構成されており、ガントリークレーンC0及びラバータイヤクレーンC1,C2間のコンテナの搬送を行う。また、コンテナターミナルには、無人搬送車11が格納される格納庫Hが設けられている。
ここで、走行経路Rは、各ラバータイヤクレーンC1,C2及び格納庫Hに対して進行方向の後側(手前側)にて、複数(例えば3つ)に分岐している。詳細には、走行経路Rには、第1ラバータイヤクレーンC1を経由する第1分岐経路R1と、第2ラバータイヤクレーンC2を経由する第2分岐経路R2と、格納庫Hを経由する第3分岐経路R3とが設けられている。各分岐経路R1〜R3は並列に設けられており、ガントリークレーンC0から出発した無人搬送車11は、各分岐経路R1〜R3のいずれかに沿って移動する。また、分岐経路R1〜R3は、ラバータイヤクレーンC1,C2及び格納庫Hに対して進行方向の前側にて合流している。
次に、上記のように設定された走行経路Rに沿って複数の無人搬送車11を走行させる無人搬送車11の運行制御システム10について説明する。
図1に示すように、無人搬送車11の運行制御システム10は、複数の無人搬送車11の運行を制御する運行制御装置21を備えている。運行制御装置21は、各無人搬送車11と無線通信可能に構成されており、各無人搬送車11に対して走行指令を送信する。また、運行制御装置21は、ガントリークレーンC0及び各ラバータイヤクレーンC1,C2とも無線通信可能に構成されており、これら各クレーンC0〜C2の駆動制御を行う。
無人搬送車11の一連の走行制御について説明すると、運行制御装置21は、ガントリークレーンC0が配置されているエリアに無人搬送車11を移動させる。そして、運行制御装置21は、ガントリークレーンC0にてコンテナが無人搬送車11に積まれた場合には、無人搬送車11が走行経路Rに沿って移動するよう指示する。この場合、運行制御装置21は、無人搬送車11が各分岐経路R1,R2のいずれかに沿って走行し、且つ、ラバータイヤクレーンC1,C2による積み降ろしが可能な位置に配置されるよう指示する。無人搬送車11が上記積み降ろし可能な位置に配置され、無人搬送車11に積載されていたコンテナの積み降ろしが完了した場合には、運行制御装置21は、無人搬送車11が走行経路R上に設けられた待機区間R4に向けて移動するよう無人搬送車11に指示を出す。
待機区間R4は、走行経路Rにおいて各分岐経路R1,R2の合流箇所P1及び各分岐経路R2,R3の合流箇所P2の双方よりも進行方向の前側(ガントリークレーンC0側)にある。待機区間R4は、各分岐経路R1〜R3のうちどの分岐経路を走行しても、無人搬送車11が走行する箇所に設けられている。
運行制御装置21は、待機区間R4にて無人搬送車11が走行経路Rに沿って前後方向に並んで停車し、その状態で待機するよう指示する。そして、運行制御装置21は、所定の移動開始タイミングとなった場合に、無人搬送車11が予め定められた順序でガントリークレーンC0に向けて移動を開始するよう指示する。詳細には、運行制御装置21は、待機区間R4にて走行経路Rに沿って並んで停車している各無人搬送車11のうち進行方向の前側にあるものから順次移動を開始するよう指示する。つまり、待機区間R4において走行経路Rに沿って待機している各無人搬送車11の並び順が、無人搬送車11の走行開始の順序となっている。
なお、運行制御装置21は、コンテナの搬送が終了した場合には、無人搬送車11が第3分岐経路R3に沿って格納庫Hに移動するよう指示する。
次に、図2を用いて無人搬送車11の構成について説明する。
図2に示すように、無人搬送車11は、蓄電装置31と、蓄電装置31の電力を用いて無人搬送車11を走行させる発電電動機(電動機)32とを備えた電動式の車両である。蓄電装置31は、例えばニッケル水素充電池で構成されている。
無人搬送車11は、蓄電装置31と発電電動機32との間に設けられ、直流電力及び交流電力の電力変換を行う第1変換器33を備えている。第1変換器33は、制御リレー34を介して蓄電装置31に電気的に接続されているとともに、発電電動機32に電気的に接続されている。蓄電装置31に蓄電されている直流電力は、第1変換器33にて交流電力に変換されて、発電電動機32に供給される。
発電電動機32は、第1変換器33を介して蓄電装置31から供給された電力を用いて駆動力を発生させ、その駆動力にてタイヤTを回転させる。また、発電電動機32は回生機能を有しており、無人搬送車11の制動時には発電する。発電電動機32にて発電された交流電力は、第1変換器33にて直流電力に変換され、蓄電装置31に供給される。これにより、蓄電装置31が充電される。
ここで、複数の無人搬送車11はそれぞれ、各無人搬送車11間にて電力伝送が可能に構成されている。詳細には、無人搬送車11は、非接触での電力伝送に用いられる第1コイル41及び第2コイル42を備えている。各コイル41,42は、無人搬送車11の前後方向の端部に配置されており、前後方向に対向している。
かかる構成によれば、図2に示すように、2つの無人搬送車11a,11b(便宜上第1無人搬送車11aと第2無人搬送車11bという)が、前後方向に並んで配置されている場合、第1無人搬送車11aの第1コイル41と、第2無人搬送車11bの第2コイル42とが対向する。そして、両者が電力伝送可能な位置に配置された場合には、電磁誘導によって、第1無人搬送車11aの第1コイル41と、第2無人搬送車11bの第2コイル42との間で、非接触での電力伝送が可能となる。
また、無人搬送車11は、第1切替リレー51を介して第1コイル41に電気的に接続されるとともに、第2切替リレー52を介して第2コイル42に電気的に接続された第2変換器53を備えている。第2変換器53は、蓄電装置31に電気的に接続されており、第1コイル41又は第2コイル42にて受電した交流電力を直流電力に変換して蓄電装置31に供給する一方、蓄電装置31の直流電力を交流電力に変換して、各コイル41,42に供給可能となっている。
無人搬送車11には、蓄電装置31のSOC(充電状態、充電率)を検知するSOCセンサ54が設けられている。SOCセンサ54の検知結果は、無人搬送車11に設けられた車両コントローラ55に送信される。これにより、車両コントローラ55は、蓄電装置31のSOCを把握することができる。
車両コントローラ55は、運行制御装置21と無線通信可能に構成されており、運行制御装置21からの各種指示に基づいて、無人搬送車11を制御する。例えば、車両コントローラ55は、蓄電装置31と第1変換器33との間にある制御リレー34を制御することにより、走行制御を行う。また、車両コントローラ55は、第1コイル41と第2変換器53との間にある第1切替リレー51、及び第2コイル42と第2変換器53との間にある第2切替リレー52を制御することにより、各無人搬送車11間の非接触での電力伝送を制御する。
運行制御装置21は、各ラバータイヤクレーンC1,C2のいずれかにてコンテナの積み降ろしを行った複数の無人搬送車11に対して、待機区間R4に向かうように指示するとともに、待機区間R4にて各無人搬送車11間で電力伝送を行うように指示する待機指示処理を実行する。図3を用いて、当該待機指示処理について詳細に説明する。
まず、ステップS101にて、待機区間R4に向かう複数の無人搬送車11のSOCを把握する。当該処理がSOC把握部に対応する。詳細には、待機区間R4に向かう無人搬送車11を特定し、その無人搬送車11の車両コントローラ55に対してSOCの情報を要求する。車両コントローラ55は、その要求に基づいて現状のSOCを運行制御装置21に送信する。なお、車両コントローラ55は、定期的に現状のSOCを運行制御装置21に送信し、運行制御装置21は常時各無人搬送車11のSOCを把握している構成であってもよい。
ここで、待機区間R4に向かう複数の無人搬送車11とは、待機区間R4にて同時に待機し得る複数の無人搬送車11であり、例えば各ラバータイヤクレーンC1,C2と待機区間R4との間にある各分岐経路R1,R2を走行中の無人搬送車11である。
その後、ステップS102では、無人搬送車11のSOCと、予め定められた基準値との比較を行う。基準値は、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間に基づいて設定されるものである。図4に示すように、基準値は、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間が長くなるほど、小さくなるように設定されている。ステップS102では、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間を把握し、その把握結果から基準値を導出する。そして、ステップS101にて把握された各無人搬送車11のSOCと基準値とを比較する。
ちなみに、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間とは、例えば満充電状態の各無人搬送車11を用いてコンテナの搬送を開始したタイミングからの時間であってもよいし、例えば予め定められた開始時刻から稼働を開始する場合には、その開始時刻からの経過時間であってもよい。
続くステップS103では、上記ステップS102の比較結果に基づいて、SOCが基準値よりも低い無人搬送車11(以降、低SOC無人搬送車61という)が存在しているか否かを判定する。低SOC無人搬送車61が存在しない場合には、ステップS104にて、待機区間R4にて各無人搬送車11が任意の並び順で並ぶように移動指示を行い、本待機指示処理を終了する。
一方、低SOC無人搬送車61が少なくとも一台存在する場合には、ステップS105に進み、電力伝送を行う無人搬送車11の組み合わせを決定する。詳細には、SOCが基準値よりも高い無人搬送車11(以降、高SOC無人搬送車62という)と、SOCが基準値よりも低い低SOC無人搬送車61とを1つの組み合わせとして決定する。
この場合、複数の高SOC無人搬送車62と複数の低SOC無人搬送車61が存在する場合には、相対的にSOCが高い高SOC無人搬送車62と、相対的にSOCが低い低SOC無人搬送車61とを組み合わせる。そして、SOCが相対的に低い高SOC無人搬送車62と、SOCが相対的に高い低SOC無人搬送車61とを組み合わせる。つまり、基準値からの差が大きいもの同士、基準値からの差が小さいもの同士を組み合わせる。
なお、組み合わせの決定順序としては、基準値からの差が大きいもの同士の組み合わせから決定する。このため、ステップS101にて把握された無人搬送車11が奇数の場合には、複数の無人搬送車11のうち比較的基準値に近いものが残る。
組み合わせを決定した後は、ステップS106に進み、待機区間R4にて待機する無人搬送車11の並び順を決定する。既に説明した通り、待機区間R4の無人搬送車11の並び順が、待機区間R4にて待機する無人搬送車11の走行開始の順序を決定することに着目すれば、本処理は、待機区間R4にて待機する無人搬送車11の走行開始の順序の決定処理である。
ここで、上記並び順は、ステップS105にて決定した組み合わせの高SOC無人搬送車62及び低SOC無人搬送車61が並んで配置されるように決定されるとともに、各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCと基準値との差に基づいて決定される。詳細には、基準値からの差が小さいもの同士が進行方向の前側に配置され、基準値からの差が大きいもの同士が進行方向の後側に配置されるように並び順(順序)を決定する。
ちなみに、組み合わせられた高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とについては、高SOC無人搬送車62が前となるように順序が決定される。なお、ステップS101にて把握された無人搬送車11が奇数の場合には、組み合わせの対象とならなかった無人搬送車11が先頭になるように順序を決定する。また、組み合わせ内の並び順については任意としてもよい
その後、ステップS107では、上記の並び順で各無人搬送車11が並ぶように各無人搬送車11に対して移動指示を送信する。当該移動指示を送信する処理が、指示部に対応する。
各無人搬送車11は、その指示に従って移動する。そして、ステップS108では、各無人搬送車11の移動が完了するまで、すなわち上記の並び順で各無人搬送車11が並ぶまで待機する。
移動が完了した場合には、ステップS109に進み、組み合わせられた高SOC無人搬送車62及び低SOC無人搬送車61間で非接触での電力伝送を行う電力伝送制御処理を実行して、本待機指示処理を終了する。詳細には、運行制御装置21は、高SOC無人搬送車62に放電指示を出し、低SOC無人搬送車61に充電指示を出す。
高SOC無人搬送車62の車両コントローラ55は、上記放電指示を受信した場合に、低SOC無人搬送車61側のコイルに交流電力が供給されるようにする。例えば、既に説明した通り、高SOC無人搬送車62が前となるように順序が決定されている構成においては、高SOC無人搬送車62の車両コントローラ55は、第1切替リレー51をOFFにし、第2切替リレー52をONにするとともに、蓄電装置31の直流電力が第2変換器53にて交流電力に変換されて第2コイル42に供給されるようにする。
低SOC無人搬送車61の車両コントローラ55は、上記充電指示を受信した場合に、高SOC無人搬送車62側のコイルと蓄電装置31とを接続する。例えば、高SOC無人搬送車62が前となるように順序が決定されている構成においては、低SOC無人搬送車61の車両コントローラ55は、第1切替リレー51をONにし、第2切替リレー52をOFFにするとともに、第1コイル41にて受電された交流電力が第2変換器53にて直流電力に変換されて蓄電装置31に供給されるようにする。これにより、高SOC無人搬送車62から低SOC無人搬送車61に電力伝送が行われ、低SOC無人搬送車61の蓄電装置31が充電される。
なお、予め定められた終了条件が成立した場合、又は、電力伝送中の高SOC無人搬送車62及び低SOC無人搬送車61のうちいずれか一方が走行開始タイミングとなった場合には、電力伝送を終了する。終了条件とは、例えば組み合わせに係る高SOC無人搬送車62及び低SOC無人搬送車61のSOCが同一となった場合や、両者のうちいずれか一方が基準値となった場合などが考えられる。
次に本実施形態の作用について説明する。
図5に示すように、待機区間R4に向かう2台の低SOC無人搬送車61a,61b及び2台の高SOC無人搬送車62a,62bがある状況を想定する。第1高SOC無人搬送車62a及び第2低SOC無人搬送車61bは、第1分岐経路R1上を走行しており、第1低SOC無人搬送車61a及び第2高SOC無人搬送車62bは、第2分岐経路R2上を走行している。図6に示すように、第1低SOC無人搬送車61aのSOCは、第2低SOC無人搬送車61bのSOCよりも基準値に近く、第1高SOC無人搬送車62aのSOCは第2高SOC無人搬送車62bのSOCよりも基準値に近い。
かかる構成において、各無人搬送車61a,61b,62a,62bのうち基準値からの差が大きいもの同士及び小さいもの同士が組み合わせとして決定される。つまり、各低SOC無人搬送車61a,61bのうちSOCが基準値に近い第1低SOC無人搬送車61aと、各高SOC無人搬送車62a,62bのうちSOCが基準値に近い第1高SOC無人搬送車62aとが組み合わせとなり、第2低SOC無人搬送車61bと第2高SOC無人搬送車62bとが組み合わせとなる。
そして、基準値に近い組み合わせから順に待機区間R4に配置される。このため、図5に示すように、各無人搬送車61a,61b,62a,62bは、第1高SOC無人搬送車62a→第1低SOC無人搬送車61a→第2高SOC無人搬送車62b→第2低SOC無人搬送車61bの順に配置される。そして、各無人搬送車61a,62a間及び各無人搬送車61b,62b間で電力伝送が行われる。
次に、図7及び図8を用いて、高負荷の無人搬送車11のSOCの変動と、低負荷の無人搬送車11のSOCの変動とを説明する。なお、図7は、待機区間R4において電力伝送を行う場合のSOCの変動を示すグラフである。また、図8は、待機区間R4において電力伝送を行わない場合のSOCの変動を示すグラフである。また、図7及び図8においては、SOCの時間変化を実線にて示し、積載重量の時間変化を一点鎖線で示す。なお、図7及び図8において、各区間FL1,FL2,R4の範囲は、各区間FL1,FL2,R4を走行する無人搬送車11の走行期間を示す。
図7及び図8に示すように、無人搬送車11は、コンテナが積載された状態で走行した後、コンテナが積載されていない状態で走行し、その後待機区間R4にて待機する、という一連の動作を繰り返し実行すると仮定する。この場合、図8(a)及び図8(b)に示すように、積載重量が大きいコンテナを搬送する高負荷区間FL1と、積載重量が小さいコンテナを搬送する低負荷区間FL2とを比較すると、高負荷区間FL1の方がSOCの減少量が大きくなる。このため、図8(a)に示すような、連続して積載重量が大きいコンテナを搬送する高負荷の無人搬送車11と、図8(b)に示すような、連続して積載重量が小さいコンテナを搬送する低負荷の無人搬送車11とでは、SOCの変動幅δ2が広くなる。
これに対して、図7(a)及び図7(b)に示すように、高負荷の無人搬送車11のSOCは基準値よりも低くなり、低負荷の無人搬送車11のSOCは基準値よりも高くなるため、待機区間R4において、低負荷の無人搬送車11(高SOC無人搬送車62)から高負荷の無人搬送車11(低SOC無人搬送車61)に向けて電力伝送が行われる。このため、図7(b)に示すように、低負荷の無人搬送車11においては放電が行われてSOCが減少する。一方、図7(a)に示すように、高負荷の無人搬送車11においては充電が行われてSOCが上昇する。この際、待機区間R4における高負荷の無人搬送車11のSOCの上昇量と低負荷の無人搬送車11のSOCの減少量とは同一である。これにより、高負荷の無人搬送車11及び低負荷の無人搬送車11間のSOCの変動幅δ1が、非接触での電力伝送が行われない場合のSOCの変動幅δ2と比較して、狭くなっている。
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)無人搬送車11の運行制御システム10において、各無人搬送車11のSOCを把握し、各無人搬送車11のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車61があった場合には、低SOC無人搬送車61が充電可能な位置に配置されるよう指示する運行制御装置21を設けた。これにより、低SOC無人搬送車61の蓄電装置31のSOCが過度に低くなることに起因する蓄電装置31の劣化を抑制することができる。よって、積載重量が異なるコンテナを搬送することに起因する不都合、すなわち各無人搬送車11間でのSOCのばらつきが発生し、特定の蓄電装置31のみが過度に使用されて蓄電装置31が劣化することを抑制することができる。
特に、各無人搬送車11のSOCの相対的な比較ではなく、予め定められた基準値との比較によって低SOC無人搬送車61を特定する構成とした。これにより、充電対象となる無人搬送車11を明確に特定することができ、各無人搬送車11間のSOCのばらつきを好適に抑制することができる。
詳述すると、例えば各無人搬送車11のSOCの相対的な比較を行う構成では、高SOC無人搬送車62間でSOCの比較が行われ、本来高SOC無人搬送車62と判定されるべきものが低SOC無人搬送車61と判定される場合がある。同様に、低SOC無人搬送車61間でSOCの比較が行われ、本来低SOC無人搬送車61と判定されるべきものが高SOC無人搬送車62と判定される場合がある。すると、蓄電装置31のSOCのばらつきを抑制することができない不都合が生じ得る。これに対して、本実施形態では、上記のように基準値を用いた比較で低SOC無人搬送車61を特定することにより、上記のような誤った判定が生じ得ることを回避することができ、SOCのばらつきを好適に抑制するができる。
(2)複数の無人搬送車11はそれぞれ、無人搬送車11間で電力伝送可能に構成されており、運行制御装置21は、低SOC無人搬送車61が、充電可能な位置として高SOC無人搬送車62と電力伝送可能な位置に配置されるよう指示する構成とした。そして、高SOC無人搬送車62から低SOC無人搬送車61に向けて電力伝送を行う構成とした。これにより、各無人搬送車11間のSOCのばらつきを好適に抑制することができる。また、充電スタンド等といった充電設備を省略することができる。さらに、送電対象である高SOC無人搬送車62も移動することができるため、充電可能な位置の自由度を高めることができる。これにより、移動時間のロスを削減することができ、稼働率の低下を抑制することができる。また、送電対象である高SOC無人搬送車62が移動可能であるため、非接触での電力伝送を行う際に問題となり易いコイル41,42の位置合わせを容易に行うことができる。
(3)運行制御装置21は、高SOC無人搬送車62が複数あり、且つ、低SOC無人搬送車61が複数ある場合には、複数の高SOC無人搬送車62のうち相対的に高いものと、複数の低SOC無人搬送車61のうち相対的に低いものとを、電力伝送を行う組み合わせとして決定する。これにより、相対的に基準値からの差が大きいもの同士が電力伝送を行うことにより、好適に蓄電装置31のSOCのばらつきを抑制することができる。
(4)走行経路Rには、無人搬送車11が待機する待機区間R4が設けられており、運行制御装置21は、待機区間R4にて高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが電力伝送可能な位置に配置されるように指示する構成とした。具体的には、運行制御装置21は、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが走行経路Rに沿って並ぶように配置されるよう指示する。これにより、待機時間を利用して、電力伝送を行うことができる。よって、電力伝送を行うための移動や、電力伝送を行うための時間の確保が不要となるため、稼働率の低下を抑制することができる。
(5)運行制御装置21は、待機区間R4にて待機している無人搬送車11が予め定められた順序で順次走行を開始するよう指示するものである。かかる構成において、上記順序は、各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCと基準値との差に基づいて決定される構成とした。詳細には、上記順序は、SOCが基準値に近い高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61との組み合わせほど前に決定され、SOCが基準値から離れている高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61との組み合わせほど後に決定されている。これにより、比較的SOCのばらつき抑制のために電力伝送時間を長く要する組み合わせほど、走行開始の順序が後に決定されているため、電力伝送時間を好適に確保することができる。よって、電力伝送が完了する前に走行を開始するといった不都合を回避することができる。
(6)基準値は、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間に基づいて設定される。詳細には、基準値は、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間が長いほど小さくなるよう設定される。これにより、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働に伴う各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCの全体的な低下に追従することができ、基準値を適切な値にすることができる。
詳述すると、各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCは、使用に伴って徐々に減少する。このため、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間が長くなるほど、各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCの平均値は低下する。例えば、1回目に待機区間R4に到達したタイミングよりも、2回目に待機区間R4に到達したタイミングの方が、各無人搬送車11の蓄電装置31のSOCの平均値は低い。これに対して、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間が長くなるほど基準値を小さくすることにより、蓄電装置31の使用に伴うSOCの全体的な低下を考慮した基準値を設定することができる。これにより、充電対象となる無人搬送車11を、好適に特定することができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、充電態様が第1実施形態と異なっている。図9及び図10を用いて、その異なる点について説明する。
図9に示すように、ガントリークレーンC0付近にあって、コンテナの積み降ろしを行う積み降ろしスペースとしての移載エリアAtには、無人搬送車11を非接触で充電可能な充電器71が設けられている。充電器71は、走行経路Rの側方、すなわち走行経路Rに対して当該走行経路Rに沿う方向と直交する方向(無人搬送車11の左右方向)に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。また、充電器71は、走行経路Rに沿って所定の間隔を隔てて複数設置されている。また、充電器71は、運行制御装置21と無線通信可能に構成されている。
図10(a)に示すように、充電器71は、交流電力が供給される送電コイル71aを備えている。これに対応させて、無人搬送車11は、送電コイル71aと対向し得る位置、詳細には無人搬送車11の側部に設けられた受電コイル81を備えている。かかる構成によれば、充電器71の送電コイル71aと無人搬送車11の受電コイル81とが所定の距離内にて無人搬送車11の左右方向に対向している状況において送電コイル71aに交流電力が入力されると、受電コイル81は交流電力を受電する。
また、無人搬送車11は、受電コイル81にて受電された交流電力を整流する整流器82を備えており、蓄電装置31には、整流器82にて整流された直流電力が供給されるようになっている。
図9に示すように、運行制御装置21は、移載エリアAtにて複数の無人搬送車11が並んで配置されるように各無人搬送車11に指示を出す。その際、運行制御装置21は、移載エリアAtに配置される複数の無人搬送車11のうち低SOC無人搬送車61が充電器71による充電可能な位置に配置されるように指示する。そして、運行制御装置21は、移載エリアAtにおいて充電器71による充電可能な位置に低SOC無人搬送車61が配置された場合には、充電器71に対して送電開始指示を送信する。充電器71は、その送電開始指示を受信したことに基づいて、送電コイル71aへの交流電力の供給を開始する。これにより、低SOC無人搬送車61の充電が行われる。なお、移載エリアAtにて複数の無人搬送車11が待機していることに着目すれば、移載エリアAtも「無人搬送車が待機する待機区間」であるとも言える。
次に本実施形態の作用について説明する。
既に説明した通り、移載エリアAtに設けられた充電器71によって、低SOC無人搬送車61の充電が行われる。これにより、移載エリアAtにてコンテナの積み降ろしが完了するまでの待機時間を有効に利用して、低SOC無人搬送車61の充電が行われる。
また、充電器71は、無人搬送車11に対して側方に配置されている。このため、図10(b)に示すように、仮にコンテナCが積載されたことに起因して車高が低くなったとしても、無人搬送車11と充電器71とが干渉しないようになっている。
以上詳述した本実施形態によれば、(1)及び(6)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(7)移載エリアAtに充電器71を設け、運行制御装置21は、移載エリアAtにある充電器71によって充電可能な位置に低SOC無人搬送車61が配置されるよう指示する構成とした。これにより、移載エリアAtにて待機している時間を利用して、低SOC無人搬送車61の充電を行うことができる。よって、稼働率の低下を抑制することができる。
(8)また、充電器71を設けることにより、各無人搬送車11間で電力伝送を行う必要がない。これにより、無人搬送車11に設ける受電コイル81が1つだけで済んだり、蓄電装置31の直流電力を交流電力に変換する機能等を省略することができたりする。よって、無人搬送車11の構成の簡素化を図ることができる。
(9)充電器71の送電コイル71aと、無人搬送車11の受電コイル81とが無人搬送車11の左右方向に対向し得る構成とした。詳細には、無人搬送車11の側部に受電コイル81を設け、充電器71を走行経路Rの側方に配置した。これにより、無人搬送車11にコンテナCが搭載されることに起因する無人搬送車11と充電器71との干渉を回避することができる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態では、基準値は、無人搬送車11の運行制御システム10の稼働時間に基づいて設定されていたが、これに限られない。例えば、待機区間R4にて同時に待機し得る各無人搬送車11(例えば各無人搬送車61a,61b,62a,62b)の蓄電装置31のSOCの平均であってもよい。
○ 各実施形態では、各無人搬送車11間での非接触での電力伝送を行う手法として、電磁誘導を採用したが、これに限られず、磁場共鳴を用いて電力伝送を行う構成としてもよい。この場合、各コイル41,42を含む共振回路を設け、当該共振回路の共振周波数を同一程度に設定するとよい。また、電波式の手法を採用してもよい。
○ 各実施形態では、非接触での電力伝送を行う構成としたが、これに限られず、例えば有線での電力伝送を行う構成としてもよい。この場合、コネクタが取り付けられたアーム等を用いて電気的接続を行うとよい。
○ 第1実施形態では、電力伝送を行う組み合わせは、1台の高SOC無人搬送車62及び1台の低SOC無人搬送車61であったが、これに限られない。例えば、2台の高SOC無人搬送車62と1台の低SOC無人搬送車61との組み合わせであってもよいし、1台の高SOC無人搬送車62と2台の低SOC無人搬送車61との組み合わせであってもよい。
○ 第1実施形態では、待機区間R4における無人搬送車11の並び順と、走行開始の順序とが同一となっていたが、これに限られず、異なる態様であってもよい。要は、待機区間R4にて、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが電力伝送可能な位置に配置されていればよい。また、各無人搬送車11間の電力伝送が完了したものから順次走行を開始する構成としてもよい。
○ 第1実施形態では、運行制御装置21は、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが交互に並ぶように指示するものであったが、これに限られない。例えば任意の並び順で複数の無人搬送車11が並ぶように指示し、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが前後に並んで配置されている場合には、両者の間で電力伝送を行う構成としてもよい。
○ また、例えば運行制御装置21は、SOCが基準値に近いものから順に並ぶように指示し、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61とが並んでいる場合には、両者の間で電力伝送を行う構成としてもよい。
○ 第1実施形態では、走行経路Rに設けられた待機区間R4にて待機している各無人搬送車11間で電力伝送を行う構成であったが、これに限られず、電力伝送を行う場所については任意である。例えば、走行経路Rとは別に専用の充電スペースを設け、当該充電スペースに配置されるよう無人搬送車11を指示するとともに、その充電スペースにて各無人搬送車11間の電力伝送を行う構成としてもよい。但し、待機区間R4や移載エリアAtといった、走行経路R上に設けられている場所にて電力伝送を行う構成の方が、待機時間を有効に活用できるとともに、移動に係る時間を削減することができる。
○ 第1実施形態では、電力伝送を行う組み合わせとして、基準値からの差が大きいもの同士、基準値からの差が小さいもの同士を決定したが、これに限られず、高SOC無人搬送車62と低SOC無人搬送車61との組み合わせであれば、その具体的な組み合わせ態様は任意である。
○ 第1実施形態では、SOCが基準値に近いもの同士の組み合わせほど、走行開始の順序が前になり、SOCが基準値に遠いもの同士の組み合わせほど、走行開始の順序が後になっていたが、これに限られず、例えば逆であってもよい。
○ 各実施形態では、発電電動機32は制動時に発電を行う構成であったが、これに限られず、制動時に発電しないものであってもよい。要は、無人搬送車11を走行させる電動機であればよい。
○ 第2実施形態では、充電器71及び受電コイル81は、無人搬送車11の左右方向に対向し得るように設けられていたが、これに限られず、無人搬送車11の車高方向に対向し得るように設けてもよい。この場合、無人搬送車11の車高の変動に起因して充電器71と無人搬送車11とが干渉しないように、充電器71を地中に埋め込み、受電コイル81を無人搬送車11の底部に配置するとよい。
○ 第1実施形態では、待機区間R4において無人搬送車11は並んで配置されていたが、これに限られず、高SOC無人搬送車62及び低SOC無人搬送車61間で電力伝送が可能な位置に配置されていれば、並んでいなくてもよい。
○ 各実施形態では、蓄電装置31はニッケル水素充電池であったが、これに限られず、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置を用いてもよい。
○ 各実施形態では、車両コントローラ55が無人搬送車11に搭載されている各種機器の制御を行う構成であったが、これに限られず、複数の制御部が分担して各種機器の制御を行う構成であってもよい。
○ 各実施形態では、運行制御装置21が、無人搬送車11の運行制御及び各クレーンC0〜C2の駆動制御の双方を行う構成であったが、これに限られず、制御主体を別々にしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)前記基準値は、前記待機区間にて同時に待機し得る複数の無人搬送車の前記蓄電装置のSOCの平均である請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の無人搬送車の運行制御システム。
(ロ)蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、
前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、
前記無人搬送車が、前記走行経路上の予め定められた待機区間にて待機するよう指示する指示部と、
を備え、
前記待機区間にて待機している複数の無人搬送車のうち、相対的にSOCが高い高SOC無人搬送車から、相対的にSOCが低い低SOC無人搬送車に電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電を行う無人搬送車の運行制御システム。
なお、上記技術的思想に着目した場合、基準値との比較を行う必要はなく、単純にSOCが相対的に高いものから低いものに電力伝送を行う構成としてもよい。
10…無人搬送車の運行制御システム、11…無人搬送車、21…運行制御装置、31…蓄電装置、32…発電電動機(電動機)、41,42…コイル、54…SOCセンサ、55…車両コントローラ、61…低SOC無人搬送車、62…高SOC無人搬送車、71…充電器。

Claims (5)

  1. 蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、
    前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、
    前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、
    を備えており、
    前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、
    前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、
    前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、
    前記指示部は、前記低SOC無人搬送車が複数あり、且つ、前記高SOC無人搬送車が複数ある場合には、前記複数の低SOC無人搬送車のうち相対的にSOCが低いものと、前記複数の高SOC無人搬送車のうち相対的にSOCが高いものとが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示することを特徴とする無人搬送車の運行制御システム。
  2. 蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、
    前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、
    前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、
    を備えており、
    前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、
    前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、
    前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、
    前記走行経路には、前記無人搬送車が待機する待機区間が設けられており、
    前記指示部は、前記待機区間において前記高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置され、且つ、前記待機区間に待機している前記高SOC無人搬送車及び前記低SOC無人搬送車が、予め定められた順序で順次走行を開始するよう指示するものであり、
    前記順序は、前記待機区間にて待機している前記各無人搬送車の前記蓄電装置のSOCと前記基準値との差に基づいて決定されることを特徴とする無人搬送車の運行制御システム。
  3. 蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、
    前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、
    前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、
    を備えており、
    前記基準値は、前記無人搬送車の運行制御システムの稼働時間に基づいて設定されることを特徴とする無人搬送車の運行制御システム。
  4. 蓄電装置と、前記蓄電装置にて蓄電された電力を用いて走行させる電動機とを有し、予め定められた走行経路を走行する複数の無人搬送車の運行制御システムにおいて、
    前記各無人搬送車のSOCを把握するSOC把握部と、
    前記SOC把握部により前記複数の無人搬送車のうちSOCが予め定められた基準値よりも低い低SOC無人搬送車が把握された場合、前記低SOC無人搬送車が充電可能な位置に配置されるよう指示する指示部と、
    を備えており、
    前記複数の無人搬送車はそれぞれ、前記各無人搬送車間にて電力伝送を行うことが可能に構成されており、
    前記指示部は、前記複数の無人搬送車のうち、SOCが前記基準値よりも高い高SOC無人搬送車と前記低SOC無人搬送車とが電力伝送可能な位置に配置されるよう指示するものであり、
    前記高SOC無人搬送車から前記低SOC無人搬送車に向けて電力伝送を行うことにより、前記低SOC無人搬送車の充電が行われ、
    前記基準値は、前記無人搬送車の運行制御システムの稼働時間に基づいて設定されることを特徴とする無人搬送車の運行制御システム。
  5. 前記走行経路上には、荷物の積み降ろしを行うスペースであって、前記無人搬送車を充電可能な充電器が設置された積み降ろしスペースが設けられており、
    前記指示部は、前記低SOC無人搬送車が、前記積み降ろしスペースであって前記充電器による充電が可能な位置に配置されるよう指示する請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の無人搬送車の運行制御システム。
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