KR20120024401A

KR20120024401A - 반송차 시스템과 그 충전방법

Info

Publication number: KR20120024401A
Application number: KR1020110077382A
Authority: KR
Inventors: 타카오 하야시
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-03-14
Also published as: TWI478463B; EP2418117A2; KR101454782B1; CN102372006B; JP5146855B2; US20120032668A1; TW201218575A; JP2012038134A; US9430950B2; US20140172196A1; SG178657A1; CN102372006A

Abstract

축전부재를 전원으로 하여 주행하는 복수 대의 반송차를, 소정의 주행경로를 따라, 지상측 컨트롤러의 제어 하에 주행시킨다. 주행경로는 반송차의 축전부재에 대한 충전설비를 구비한 충전영역을 구비하며, 반송차는 위치와 축전부재의 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고한다. 지상측 컨트롤러는, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하인 반송차를 충전영역으로 주행시켜, 축전부재에 충전시키는 동시에, 반송요구에 따라 충전영역 내의 반송차를 충전영역 외의 위치로 주행시킨다.

Description

반송차 시스템과 그 충전방법{TRANSPORT VEHICLE SYSTEM AND CHARGING METHOD THEROF}

본 발명은 반송차 시스템에 관한 것이며, 특히, 이차전지에 의해 주행하는 반송차의 시스템에 관한 것이다.

충전가능한 이차전지를 천정 주행차, 유궤도 대차(track carriage), 무인반송차 등에 탑재하여, '차량 탑재 전원'으로 하는 경우가 있다. 이와 관련하여, 특허문헌 1(일본 특허공개공보 H05-207611A)은, 배터리 교환기를 설치하여, 천정 주행차의 배터리를 교환하는 것을 제안하고 있다. 그런데, 이차전지를 이용한 반송차 시스템을 위해서는, 전지의 잔여용량의 확실한 관리가 가능하고, 반송차의 충전으로 인한 로스타임을 최소한으로 할 수 있는 시스템이 필요하다.

본 발명의 과제는, 반송차에 효율적으로 충전가능한 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 축전부재를 전원으로 하여 주행하는 복수 대의 반송차를, 소정의 주행경로를 따라, 지상측 컨트롤러의 제어 하에 주행시키는 반송차 시스템으로서,

상기 주행경로에는, 반송차의 축전부재에 대한 충전설비를 구비한 충전영역이 설치되며,

반송차는, 위치와 축전부재의 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하는 통신수단을 구비하고,

지상측 컨트롤러는, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하인 반송차를 충전영역으로 주행시켜 축전부재에 충전시키는 충전 관리 유닛과, 충전영역 내(內)의 반송차를 충전영역 외(外)의 위치로 주행시키는 배차 관리 유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 축전부재를 전원으로 하여 주행하는 복수 대의 반송차를, 소정의 주행경로를 따라, 지상측 컨트롤러의 제어 하에 주행시키는 반송차 시스템을 위한 충전방법으로서,

반송차가, 위치와 축전부재의 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하는 단계와,

지상측 컨트롤러가, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하인 반송차를 충전영역으로 주행시켜 축전부재에 충전시키는 단계와,

지상측 컨트롤러가, 충전영역 내의 반송차를 충전영역 외의 위치로 주행시키는 단계를 실행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 충전영역은 반송차가 주회(周回)주행할 수 있는 루트이고, 또한 충전영역 내의 복수의 위치에서 반송차의 충전이 가능하도록, 충전영역에 충전설비가 설치되며, 상기 배차 관리 유닛은, 충전영역 내의 축전부재에 대한 충전이 진행된 반송차부터, 충전영역 외의 위치로 주행시킨다. 충전이 진행된 반송차란, 잔여용량이 높거나 혹은 잔여용량이 소정값 이상인 반송차를 의미한다. 보다 바람직하게는, 상기 충전설비는 비접촉 급전선과 그 전원이며, 반송차는 충전영역 내를 주회주행하면서, 충전을 받는다.

본 발명에서는, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하가 되면 충전영역에서 충전하고, 반송명령 등에 따라서 충전영역 외에 배차한다. 충전설비는 충전영역에 집중적으로 설치되며, 충전영역은 반송차에 대한 충전과 반송차의 대기를 행하는 영역이 된다. 이와 같이 함으로써, 축전부재의 잔여용량과 반송차의 대기를 일원적으로 관리할 수 있다. 본 발명에서, 반송차의 상태는, 「충전상태가 충분하여 잔여용량이 높고 물품의 반송이 가능」→「잔여용량의 저하에 따라 충전영역에서 충전」→「충전에 의해 반송 개시 위치 등으로 주행」의 순서에 따라 주기적으로 변화한다. 참고로, 본 명세서에서, 반송차 시스템에 관한 기재는 그대로 충전방법에도 적용될 수 있다.

바람직하게는, 충전 관리 유닛은, 충전영역으로부터 먼 위치에 있는 반송차에 대해서는 문턱값을 크게 하고, 충전영역으로부터 가까운 위치에 있는 반송차에 대해서는 문턱값을 작게 한다. 이렇게 하면, 충전영역까지 주행하는 사이에, 전지가 다 떨어지는 경우가 발생하지 않게 되고, 또한 전력부족에 의해 저속주행하는 반송차로 인한 정체도 발생하지 않게 된다.

바람직하게는, 축전부재는 복수의 단일 셀 혹은 셀 유닛을 직렬로 접속한 이차전지이고, 상기 반송차는 천정 주행차로서, 단일 셀 혹은 셀 유닛마다의 기전력과 내부저항, 및 이차전지의 충방전량과 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하고, 지상측 컨트롤러는, 메인터넌스(maintenance)가 필요한 이차전지를 구비한 천정 주행차를 검출한다. 기전력과 내부저항에 더하여, 단일 셀 혹은 셀 유닛의 온도도 보고하는 것이 바람직하다. 잔여용량은, 이차전지 전체의 잔여용량이어도 좋고, 단일 셀 혹은 셀 유닛마다의 잔여용량이어도 좋다. 천정 주행차가 단일 셀마다의 기전력과 내부저항을 충전시 혹은 방전시에 보고하면, 이상(異常)이 있는 단일 셀 혹은 셀 유닛이 있을 경우, 이를 검출할 수 있다. 또한, 어느 정도의 충전량 혹은 방전량에 대해, 이차전지, 단일 셀, 혹은 셀 유닛의 잔여용량이 어느 정도 변화되었는지를 보고하면, 이차전지의 열화(劣化) 유무 및 정도를 검출할 수 있다. 따라서, 메인터넌스가 필요한 이차전지를 구비한 천정 주행차를 확실하게 검출할 수 있다.

바람직하게는, 충전설비는 비접촉 급전선과 그 전원, 특히 급속충전기능에 대응가능한 급전전력이 큰 비접촉 급전선과 그 전원이며, 충전영역, 및 충전영역 이외의 주행경로에서의 직선구간 일부에 설치되어 있다. 천정 주행차는 이차전지의 잔여용량이 문턱값 이하이면 충전영역에서 충전하고, 이차전지의 잔여용량이 문턱값 이상이면 충전영역 이외의 직선구간에서 충전한다. 비접촉 급전선으로부터 급속충전하면, 천정 주행차는 정지하지 않고 충전할 수 있으므로, 천정 주행차는 충전영역 내의 거의 임의의 위치에서 충전할 수 있다. 또한 충전영역 외라도 비접촉 급전선이 설치된 구간에서 충전하여, 충전영역에서의 충전을 백업하는 동시에, 전지용량이 비정상적으로 저하되었을 경우라도, 충전영역까지 주행시킬 수 있다. 그리고 충전영역에서는 긴 시간을 들여, 배차가 필요해지기까지의 범위에서, 예컨대 잔여용량이 100%에 달할 때까지 충전한다. 한편 충전영역의 외부에서는, 정체를 일으키지 않는 범위에서 충전한다. 잔여용량이 문턱값까지 저하되었을 때 충전영역에서 충전하고, 문턱값까지 저하되지 않은 경우라도 충전영역 외에서 충전한다. 또한, 잔여용량이 큰 천정 주행차는, 충전영역 외에서의 충전을 하지 않도록 해도 된다.

바람직하게는, 천정 주행차는, 주행모터로부터의 회생전력으로 이차전지를 충전하는 충전수단을 구비하고 있다. 천정 주행차의 모터로부터의 회생전력에 의해 이차전지를 충전하면, 이차전지의 잔여용량의 저하를 늦추어, 충전 회수를 줄일 수 있다.

바람직하게는, 지상측 컨트롤러는, 반송명령의 발생 빈도가 높은 시기에는 상기 문턱값을 작게 하고, 발생 빈도가 낮은 시기에는 상기 문턱값을 크게 한다. 반송명령의 발생 빈도가 높은 시기에 충전영역에서의 충전 개시의 문턱값을 작게 하고, 반송명령의 발생 빈도가 낮은 시기에 문턱값을 크게 하면, 반송명령이 적은 시기에 충전함으로써, 반송명령이 많은 시기에 대비할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 천정 주행차 시스템의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.
도 2는 실시예에 있어서의 천정 주행차의 블록도이다.
도 3은 실시예에 있어서의 지상측 컨트롤러의 블록도이다.
도 4는 실시예에 있어서의 이차전지의 관리를 나타낸 블록도이다.
도 5는 실시예에 있어서의 충전의 룰을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예에 있어서의 전지 수명 관리 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 7은 변형예에 따른 천정 주행차 시스템의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.

이하에서는, 본 발명을 실시하기 위한 최적의 실시예에 대해 설명한다. 본 발명의 범위는, 특허청구범위에 기재된 바에 근거하며, 명세서의 기재와 동 분야에서의 주지기술을 참작하여, 당업자의 이해에 따라 정해져야 한다.

[최적의 실시예]

도 1?도 6에는, 실시예에 따른 천정 주행차 시스템(2)이 도시되어 있으나, 지상주행의 유궤도 대차 시스템, 혹은 무궤도의 무인반송차 시스템 등에 적용해도 된다. 각 도면에서, 4는 인터 베이 루트(inter-bay route), 6은 인트라 베이 루트(intra-bay route), 8은 충전 베이 루트, 10은 메인터넌스 베이 루트이고, 12는 예컨대 루트(4, 6)에 설치한 숏컷(shortcut)이다. 인트라 베이 루트(6, 6) 사이를 인터 베이 루트(4)로 접속하여, 모든 루트(4?10) 간에 걸쳐 천정 주행차가 주행할 수 있다. 또한, 충전 베이 루트(8)와 메인터넌스 베이 루트(10)를 겸용해도 좋다. 또한 인터 베이 루트(4), 인트라 베이 루트(6) 등의 일부에, 예컨대 루트(4, 6)와 평행하게, 입구측에서 루트(4, 6)로부터 분기되고, 출구측에서 루트(4, 6)와 합류하는, 충전과 퇴피 전용의 루트(9)를 설치하고, 루트(9)에 따라 급속충전에 대응가능한 비접촉 급전선(14)을 설치하여, 충전전용영역으로 해도 된다. 루트(8, 9)에 관련하여 중요한 점은, 충전과 퇴피 전용의 루트를 설치하여, 천정 주행차(16)가 장시간 루트(8, 9)를 폐쇄하더라도, 반송명령에 방해가 되지 않도록 하는 것이다. 충전 베이 루트(8)와 충전과 퇴피 전용의 루트(9) 중 어느 하나를 설치하면 되며, 실시예에서는 충전 베이 루트(8)를 설치하는 것으로서 설명한다.

충전 베이 루트(8)는 천정 주행차(16)의 이차전지에 대한 충전과, 배차 전의 대기 등을 행하는 주회 루트로서, 수전(受電)이 어려운 커브구간과 분기부 및 합류부를 제외하고, 급속충전에 대응가능한 비접촉 급전선(14)을, 복수 대의 천정 주행차(16)에 동시에 급전할 수 있도록 주행 레일 내에 설치한다. 또한, 커브구간 등에도 비접촉 급전선(14)을 설치해도 좋다. 메인터넌스 베이 루트(10)는 천정 주행차(16)의 메인터넌스를 행하는 루트로서, 메인터넌스를 기다리는 동안, 혹은 메인터넌스 후의 시험주행시 등에 충전이 가능하도록, 메인터넌스 베이 루트(10)의 일부에 급속충전에 대응가능한 비접촉 급전선(14)을 설치한다. 또한, 천정 주행차(16)를 승강시키는 리프터, 작업자가 천정 주행차(16)를 정비하는 영역, 및 커브구간과 분기합류부에는 비접촉 급전선(14)을 설치하지 않는다. 루트(8, 10) 이외에 루트(4, 6)의 직선구간에 비접촉 급전선(14)을 설치하여, 천정 주행차(16)의 이차전지를 급속충전한다. 또한, 이차전지를 대신하여 캐패시터를 이용해도 되며, 이차전지의 종류는 바람직하게는 리튬이온 이차전지로 한다.

20은 지상측 컨트롤러로서, 천정 주행차(16)와 통신하여, 반송명령을 할당하는 것 이외에, 충전 베이 루트(8)에서의 충전, 메인터넌스 베이 루트(10)로의 주행, 충전 베이 루트(8) 이외의 직선구간에서의 충전, 루트(4, 6)로의 배차 등을 명령한다. 또한 천정 주행차(16)는 루트(4, 6)를 주행하면서, 직선구간에서 비접촉 급전선(14)으로부터 충전하는 동시에, 감속시에 주행모터나 혹은 이재(移載)용 승강모터 등의 모터로부터의 회생전력에 의해 이차전지를 충전한다. 천정 주행차(16)는, 이차전지의 잔여용량이 소정의 문턱값 이하로 저하되면, 컨트롤러(20)로부터의 지시에 따라 충전 베이 루트(8)로 주행하여 충전한다. 또한, 이차전지에 이상이 있거나, 그 밖의 트러블, 및 정기진단 시에, 컨트롤러(20)의 지시에 따라, 메인터넌스 베이 루트(10)로 주행하여 메인터넌스를 받는다.

도 2에는 천정 주행차(16)의 구성이 도시되어 있다. 기상(機上) 컨트롤러(22)는, 지상측 컨트롤러(20)와 도시되지 않은 통신장치에 의해 통신하는 동시에, 천정 주행차(16) 전체를 제어한다. 주행모터 등을 구비한 주행 유닛(24)에 의해, 천정 주행차(16)는 천정공간에 설치한 주행 레일을 따라 주행한다. 천정 주행차(16)의 이재 유닛(26)은, 도시되지 않은 승강 구동 유닛의 가로이동, 승강 구동 유닛의 연직축 둘레의 회동, 승강 구동 유닛에 의한 승강대의 승강, 승강대에 설치한 척의 개폐 등에 의해, 도시되지 않은 로드 포트(load port), 버퍼(buffer), 스토커(stocker) 등과의 사이에서, 물품을 옮겨 싣는다. 그리고 주행 유닛(24), 이재 유닛(26)에서의 회생전력으로, 이차전지(28)를 충전한다. 이차전지(28)는 예컨대 리튬이온 이차전지이며, 그 이외에 니켈수소전지 등이어도 좋고, 충전기(32)와 인버터(36)를 통해, 비접촉 급전선(14)으로부터 충전되고, 마찬가지로 인버터(36)를 통해 주행 유닛(24), 이재 유닛(26)을 구동하며, 회생전력에 의해 충전된다. 위치센서(34)는 천정 주행차(16)의 루트(4?10)에 따른 위치를 구하고, 주행 유닛(24), 이재 유닛(26)은 위치 데이터에 근거하여 각각 주행과 이재의 제어를 행한다.

전지 관리 유닛(30)은 이차전지(28)의 상태를 관리한다. 이차전지(28)는 단일 셀, 혹은 복수 개의 단일 셀을 직렬로 접속한 셀 유닛을, 직렬로 복수 접속한 것이다. 예컨대 각 단일 셀마다, 혹은 셀 유닛마다의 기전력과 내부저항 및 온도를 측정한다. 내부저항은 예컨대 부하를 온/오프했을 때, 혹은 충전을 온/오프했을 때의, 각 전압변화로부터 측정할 수 있다. 또한 직렬로 접속한 복수의 단일 셀, 혹은 셀 유닛의 합계 전압을, 이차전지(28)의 출력전압으로 한다. 전지 관리 유닛(30)은, 단일 셀마다 혹은 셀 유닛마다의 상태(기전력, 내부저항, 온도) 이외에, 이차전지(28) 전체의 출력전압이나, 혹은 셀 유닛마다의 출력전압을 감시한다. 전지 관리 유닛(30)은 또한, 이차전지(28)로부터 충방전할 때, 충전전류의 적산값 혹은 방전전류의 적산값을 기억하고, 이에 따른 각 단일 셀 혹은 셀 유닛의 상태 변화와, 이차전지의 출력전압 변화 등을 기억한다. 이차전지의 출력전압은, 전지 전체의 전압으로서 관리해도 되고, 셀 유닛 단위의 전압으로서 가산해도 된다. 온도는 단일 셀 혹은 셀 유닛마다의 데이터로서 관리해도 되고, 이차전지 전체의 데이터로서 관리해도 된다.

이차전지(28)의 트러블의 대부분은 전지 전체의 문제가 아니라, 어느 하나의 단일 셀이나, 혹은 셀 유닛의 문제이다. 문제가 생긴 단일 셀 혹은 셀 유닛을, 메인터넌스 베이 루트(10)에서 점검하여, 교환 등을 행한다. 이를 위해, 어느 단일 셀 혹은 어느 셀 유닛의 메인터넌스가 필요인지를 특정한다. 문제가 있는 단일 셀에서는 기전력이 저하되거나, 내부저항이 증가되거나, 온도가 상승되거나, 용량이 감소되는 등의 징후가 있다. 이러한 단일 셀을 포함하는 셀 유닛에서도 기전력의 저하, 내부저항의 증가, 온도의 상승, 용량의 감소 등의 징후가 발생한다. 이차전지(28)의 잔여용량(실제의 용량과 최대한 충전했을 때의 용량의 비(比))은, 출력전압 혹은 기전력과, 내부저항, 온도, 과거의 충전전류의 적산값과 방전전류의 적산값 등으로부터 추정이 가능하다. 이차전지에 최대한으로 충전했을 때의 용량(최대용량)은, 충전전류의 적산값 혹은 방전전류의 적산값에 대해, 잔여용량이 어떻게 변화되었는지로부터 추정할 수 있다. 즉, 최대용량이 저하되면, 충전량 혹은 방전량 당 잔여용량의 변화가 커지며, 잔여용량의 변화는 기전력의 변화, 내부저항의 변화 등으로부터 구할 수 있다. 또한, 충전전류 혹은 방전전류를 적산하는 대신에, 정전류(定電流)로 충방전이 이루어지는 것으로 하여, 충전시간 등을 이용해도 된다.

도 3은 지상측 컨트롤러(20)의 구성을 나타낸 것이다. 반송명령 관리 유닛(40)은 도시되지 않은 상위 컨트롤러로부터의 반송 요구에 따라, 천정 주행차(16)에 반송명령을 할당하고, 그 실행상황을 관리한다. 충전 관리 유닛(42)은, 천정 주행차(16) 마다, 이차전지의 잔여용량을 관리하여, 잔여용량이 소정의 문턱값(P1) 이하이면 충전 베이 루트(8)로 주행하여 충전할 것을 명령하고, 문턱값(P2) 이하이면 루트(4, 6)의 직선구간에 설치한 비접촉 급전선(14)으로부터 충전할 것을 지시한다. 또한, 문턱값(P1)은 예컨대 20?40% 정도, 문턱값(P2)은 예컨대 30?60% 정도이며, 문턱값(P2)은 문턱값(P1)보다 큰 값으로 한다. 문턱값(P1)을 충전 베이 루트(8)로부터 벗어난 위치일수록 높게 하고, 충전 베이 루트(8)에 가까운 위치일수록 낮게 하는 것이 바람직하다. 또한 문턱값(P2)을 100%로 하고, 루트(4, 6)에 면한 비접촉 급전선(14)이 있으면, 상시(常時) 충전하는 것으로 해도 좋다.

배차 관리 유닛(44)은 충전 베이 루트(8)로부터 천정 주행차(16)를, 루트(4, 6)에 배차하여, 반송명령을 할당할 수 있게 한다. 예컨대, 먼저 충전 베이 루트(8)로 들어간 천정 주행차(16)부터 먼저 배차하면, 충전이 진행된 천정 주행차(16)부터 배차할 수 있다. 충전 베이 루트(8)를 도 1과 같이 주회 루트로 구성하면, 이차전지의 잔여용량이 소정값 이상인 천정 주행차(16)를 선택적으로 배차할 수 있다. 충전 베이 루트(8)에서의 충전의 목표값은 잔여용량이 100%이지만, 잔여용량이 100%미만이라도, 필요에 따라서 배차한다. 충전 전원 관리 유닛(46)은 비접촉 급전선(14)에 대한 전원을 관리하며, 특히, 천정 주행차(16)가 주행하여 충전을 받을 때에만, 루트(4, 6)에 설치된 비접촉 급전선(14)에 급전하도록 제어한다.

전지 수명 관리 유닛(48)은 이차전지의 수명을 관리한다. 천정 주행차(16)의 전지 관리 유닛(30)은 단일 셀마다, 혹은 셀 유닛마다의 기전력, 내부저항, 온도를 구하고, 또한 잔여용량과 충전량 및 방전량의 관계를 구한다. 이러한 데이터는, 기상 컨트롤러(22) 등을 통해 전지 수명 관리 유닛(48)에 입력되어, 메인터넌스가 필요한 단일 셀, 혹은 셀 유닛을 특정한다. 또한 이차전지 전체로서의 최대용량의 변화 등으로부터, 전지의 수명을 검출한다. 또한, 충전량과 방전량의 두 가지를 다 관리하는 것이 아니라, 어느 하나만을 관리해도 좋다. 이러한 것들로부터, 이차전지의 단일 셀마다, 혹은 셀 유닛마다의 메인터넌스의 필요성과, 이차전지 전체로서의 메인터넌스의 필요성을 구할 수 있다. 이러한 데이터에 근거하여, 전지 수명 관리 유닛(48)은, 메인터넌스가 필요한 이차전지를 구비한 천정 주행차(16)를, 메인터넌스 베이 루트(10)로 주행시킨다. 지상측 컨트롤러(20)는 컴퓨터로 구성되며, 반송명령 관리 유닛(40)?전지수명 관리 유닛(48)은 전용의 하드웨어로 실현해도 좋고, 컴퓨터의 메모리와 CPU 및 소프트웨어 등으로 실현해도 좋다.

지상측 컨트롤러(20) 내의 반송명령 파일(50)은, 반송명령과 그 실행상황을 기억한다. 대차정보 파일(52)은, 각 천정 주행차(16)의 현재 위치와 속도, 행선지, 반송명령의 할당 유무, 기타 대차정보를 기억한다. 전지 이력 파일(54)은, 천정 주행차(16) 마다, 단일 셀 또는 셀 유닛마다의 기전력, 내부저항, 온도의 이력과, 충방전량과 잔여용량의 변화 이력 등을 기억한다. 이러한 데이터는 천정 주행차(16)의 대차정보의 일부로서, 대차상태 파일(52)에 기억해도 된다.

도 4는 이차전지(28)와 그 관리에 대한 것으로서, 이차전지(28)에는 비접촉 급전선(14)으로부터 충전기(32)를 통해, 인버터(36)에 의해 충전이 이루어진다. 63은 비접촉 급전선(14)에 대한 고주파전원이다. 인버터(36)는 이차전지(28)의 출력에 의해, 그리고 비접촉 급전선(14)이 있는 구간에서는 급전선(14)으로부터의 전력에 의해, 주행모터(60)와 승강모터 등의 이재 시스템 모터(61)를 구동한다. 또한, 임의의 구간에서 모터(60, 61) 등으로부터의 회생전력에 의해 이차전지(28)를 충전한다. 이차전지(28)의 단일 셀마다, 혹은 셀 유닛마다의 기전력, 내부저항, 온도, 이차전지 전체의 잔여용량과 충방전량 등을 전지 관리 유닛(30)이 구하고, 이러한 사항들을 충전 관리 유닛(42)과 전지 수명 관리 유닛(48)에 보고한다. 충전 관리 유닛(42)은 이차전지의 잔여용량에 근거하여, 충전영역에서의 충전, 혹은 주행중 충전을 명령한다. 또한, 전지 수명 관리 유닛(48)은 메인터넌스 베이 루트에서의 메인터넌스를 명령하고, 지상측 컨트롤러(20)의 모니터에는, 어느 천정 주행차(16)에 대해, 이차전지에 어떠한 메인터넌스를 실시할지가 표시되어, 관계자가 메인터넌스를 행한다. 충전 전원 관리 유닛(46)은 대차의 위치와 전지의 잔여용량 등에 근거하여, 루트(4, 6)의 직선구간에 설치한 비접촉 급전선(14)에 대한 급전을 온/오프시킨다.

도 5에는 충전의 제어 룰이 도시되어 있다. 천정 주행차 시스템(2)의 전체 상태를 나타내는 파라미터로서, 반송 부하의 대소(大小)가 있다. 이것은 예컨대 반송명령의 발생 빈도나, 혹은 그 예측값이다. 반송 부하가 큰 경우는, 충전 베이 루트(8)에서의 충전보다 반송을 우선하고, 반송 부하가 작은 경우는, 가능한 한 많은 천정 주행차(16)를 충전 베이 루트(8)에서 충전한다. 이와 같이, 반송 부하가 작을 때 충전하여, 반송 부하가 큰 기간을 극복한다. 이를 위해, 충전 베이 루트(충전영역)에서의 충전 개시의 문턱값(P1)을, 반송 부하가 클 경우에는 작게 하여 예컨대 하한인 20%정도로 하고, 반송 부하가 작을 경우에는 크게 하여 예컨대 상한인 40%정도로 한다. 충전영역에서의 충전의 종료 수준은 예컨대 잔여용량이 100%이지만, 배차 관리 유닛(44)은, 충전 베이 루트(8)로부터, 잔여용량이 소정값 이상, 예컨대 60%이상, 80%이상 등인 천정 주행차(16)를 배차할 수 있다. 따라서 반송 부하가 클 때에는, 충전수준이 다소 낮더라도 배차되며, 반송 부하가 작을 때에는 100%까지 충전된다.

도 6은 전지수명의 관리 알고리즘을 나타낸 것으로서, 단계 1에서 단일 셀마다의 기전력, 내부저항, 온도 등을 모니터하고, 이상이 있는 단일 셀 혹은 셀 유닛이 발생되었으면 이를 검출한다. 단계 2에서, 전지의 충방전 이력과 기전력, 내부저항, 온도 등으로부터, 최대용량의 변화를 검출한다. 그리고 이상이 있는 단일 셀 혹은 셀 유닛이 발생하였거나, 혹은 전지의 최대용량이 전체적으로 저하되어 있는 등의 경우에, 메인터넌스 베이 루트(10)로의 주행을 명령하여, 메인터넌스를 받도록 한다.

실시예에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 이차전지에 대한 충전과 천정 주행차의 대기 및 배차 문제를 일괄적으로 처리할 수 있다.

(2) 충전 베이 루트(8)에서의 충전을 행하므로, 대차가 루트(4, 6) 등에서 정지하여 충전하는 경우와는 달리, 정체를 일으키지 않는다. 또한 한번 충전을 개시하면 용량이 충분히 높아질 때까지 충전하므로, 효율적이다.

(3) 일반 루트(4, 6)에서도 직선구간에 비접촉 급전선(14)을 배치하므로, 천정 주행차(16)가 주행하는 과정에서 충전할 수 있고, 또한 만일 전지가 다 떨어진 경우가 발생하더라도, 충전 베이 루트(8)까지 주행할 수 있도록 백업할 수 있다. 비접촉 급전선(14)은 직선구간에만 설치하면 되며, 또한 주행 대수가 많은 구간에만 설치하면 된다.

(4) 이차전지(28)의 상태를 단일 셀마다 혹은 셀 유닛마다 감시하고, 이차전지 전체의 최대용량의 변화도 감시한다. 이와 같이 하여 정확한 메인터넌스를 행하고, 또한 전지가 다 떨어짐으로 인해 주행이 불가능한 천정 주행차가 발생하지 않도록 한다.

참고로, 실시예에서는, 충전에 비접촉 급전선(14)을 이용하였으나, 접촉식 충전기를 지상측에, 예컨대 충전 베이 루트(8) 마다 복수 개 설치하고, 충전 커플러를 천정 주행차측에 설치해도 좋다. 이 경우, 천정 주행차를 정지시키고, 충전 커플러를 충전기에 접속하여 충전한다. 접촉식 충전기의 이점은, 비접촉 급전에 비해 큰 전류로 충전할 수 있다는 데 있다. 그러나 접촉식 충전기를 설치하면, 충전 베이 루트(8) 내에서 천정 주행차(16)를 앞으로 채워 넣기 때문에, 빈번히 충전을 중단시킬 필요가 있다. 또한, 충전 커플러를 루트(4, 6)에 설치하면, 천정 주행차(16)가 정지되기 때문에 정체의 원인이 된다.

도 7에는 변형예에 따른 천정 주행차 시스템(70)이 도시되어 있다. 특별히 지적한 점 이외에는 도 1?도 6의 실시예와 동일하므로, 천정 주행차(16), 지상측 컨트롤러(20) 등은 설명을 생략한다. 전용의 충전 베이 루트(8)를 설치하는 대신에, 다수의 충전 루트(77)를 배치한다. 각 충전 루트(77)는 양단이 인터 베이 루트(4) 혹은 인트라 베이 루트(6, 78)에 접속되어 루프를 구성하며, 다수의 충전기(80)가 설치되고, 천정 주행차(16)가 주회 주행할 수 있다. 충전 루트(77)는 루트(4, 6)의 내부에 설치해도 좋고, 외측에 설치해도 좋다. 또한, 천정 주행차에는 접촉식의 충전 커플러를 설치한다. 그리고 충전 루트(77)를 다른 루트(4, 6)보다 다수 배치한 인트라 베이 루트(78)를, 실시예에서의 충전 베이 루트(8)로서 운용한다. 또한, 인트라 베이 루트(78)는, 통상의 로드 포트 등을 구비한 인트라 베이 루트로서도 운용한다. 이와 같이 하여, 충전 전용의 루트(8)를 설치할 수 없는 경우에 대응한다.

용량이 문턱값 이하로 저하되었을 때의 충전은, 기본적으로 인트라 베이 루트(78)에서 행한다. 루트(78)에는 다수의 충전 루트(77)가 있으므로, 복수의 루트(77)의 선단의 천정 주행차 중, 충전이 가장 많이 진행된 천정 주행차부터 통상의 작업으로 복귀시키고, 어느 하나의 비어있는 루트(77)에서 새로운 천정 주행차의 충전을 개시한다. 또한, 루트(77) 내에 새로운 천정 주행차가 진입하면, 충전기(80)를 앞으로 채워 넣는 식으로 사용하도록, 정지위치를 바꾼다. 그리고, 인트라 베이 루트(78)는 천정 주행차의 대기 루트를 겸한다.

루트(4, 6)에 설치한 충전 루트(77)는, 예컨대 충전용량과는 상관없이, 천정 주행차의 대기장소로서 사용하며, 대기 중에 충전한다. 또한 충전할 필요가 있는 천정 주행차가 발생하면, 지상측 컨트롤러(20)로부터의 추방명령에 의해, 충전 중인 천정 주행차를 이동시켜서, 빈 충전기를 발생시킨다.

2, 70 : 천정 주행차 시스템
4 : 인터 베이 루트
6, 78 : 인트라 베이 루트
8 : 충전 베이 루트
9 : 루트
10 : 메인터넌스 베이 루트
12 : 숏컷
14 : 비접촉 급전선
16 : 천정 주행차
20 : 지상측 컨트롤러
22 : 기상 컨트롤러
24 : 주행 유닛
26 : 이재 유닛
28 : 이차전지
30 : 전지관리 유닛
32 : 충전기
34 : 위치 센서
36 : 인버터
40 : 반송명령 관리 유닛
42 : 충전 관리 유닛
44 : 배차 관리 유닛
46 : 충전 전원 관리 유닛
48 : 전지 수명 관리 유닛
50 : 반송명령 파일
52 : 대차상태 파일
54 : 전지 이력 파일
60 : 주행모터
61 : 이재 시스템 모터
63 : 전원
77 : 충전 루트
80 : 충전기

Claims

축전부재를 전원으로 하여 주행하는 복수 대의 반송차를, 소정의 주행경로를 따라, 지상측 컨트롤러의 제어 하에 주행시키는 반송차 시스템으로서,
상기 주행경로에는, 반송차의 축전부재에 대한 충전설비를 구비한 충전영역이 설치되며,
반송차는, 위치와 축전부재의 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하는 통신수단을 구비하고,
지상측 컨트롤러는, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하인 반송차를 충전영역으로 주행시켜 축전부재에 충전시키는 충전 관리 유닛과, 충전영역 내(內)의 반송차를 충전영역 외(外)의 위치로 주행시키는 배차 관리 유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 충전 관리 유닛은, 충전영역으로부터 먼 위치에 있는 반송차에 대해서는 상기 문턱값을 크게 하고, 충전영역으로부터 가까운 위치에 있는 반송차에 대해서는 상기 문턱값을 작게 하는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 축전부재는 복수의 단일 셀 혹은 셀 유닛을 직렬로 접속한 이차전지이고, 상기 반송차는 천정 주행차로서, 단일 셀 혹은 셀 유닛마다의 기전력과 내부저항, 및 이차전지의 충방전량과 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하고,
지상측 컨트롤러는, 메인터넌스(maintenance)가 필요한 이차전지를 구비한 천정 주행차를 검출하는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 충전설비는 비접촉 급전선과 그 전원으로서, 상기 충전영역, 및 충전영역 이외의 주행경로에서의 직선구간의 일부에 설치되며, 상기 천정 주행차는 이차전지의 잔여용량이 상기 문턱값 이하이면 충전영역에서 충전하고, 이차전지의 잔여용량이 상기 문턱값 이상이면 충전영역 이외의 직선구간에서 충전하는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 천정 주행차는, 주행모터로부터의 회생전력으로 이차전지를 충전하는 충전수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 지상측 컨트롤러는, 반송명령의 발생 빈도가 높은 시기에는 상기 문턱값을 작게 하고, 발생 빈도가 낮은 시기에는 상기 문턱값을 크게 하는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 충전영역은 반송차가 주회(周回)주행할 수 있는 루트이고, 또한 충전영역 내의 복수의 위치에서 반송차의 충전이 가능하도록, 충전영역에 충전설비가 설치되며,
상기 배차 관리 유닛은, 충전영역 내의 축전부재에 대한 충전이 진행된 반송차부터, 충전영역 외의 위치로 주행시키는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 충전설비는 비접촉 급전선과 그 전원인 것을 특징으로 하는 반송차 시스템.
축전부재를 전원으로 하여 주행하는 복수 대의 반송차를, 소정의 주행경로를 따라, 지상측 컨트롤러의 제어 하에 주행시키는 반송차 시스템을 위한 충전방법으로서,
상기 주행경로에는, 반송차의 축전부재에 대한 충전설비를 구비한 충전영역이 설치되며,
반송차가, 위치와 축전부재의 잔여용량을 지상측 컨트롤러에 보고하는 단계와,
지상측 컨트롤러가, 축전부재의 잔여용량이 문턱값 이하인 반송차를 충전영역으로 주행시켜 축전부재에 충전시키는 단계와,
지상측 컨트롤러가, 충전영역 내의 반송차를 충전영역 외의 위치로 주행시키는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템을 위한 충전방법.
제 9항에 있어서,
상기 충전영역은 반송차의 주회 주행이 가능하고, 또한 충전영역 내의 복수의 위치에서 반송차의 충전이 가능하도록, 충전영역에 충전설비가 설치되며,
지상측 컨트롤러는, 충전영역 내의 축전부재에 대한 충전이 진행된 반송차부터, 충전영역 외의 위치로 주행시키는 것을 특징으로 하는 반송차 시스템을 위한 충전방법.