(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリの長寿命化と無人搬送車（ＡＧＶ）の搬送効率の低下の制御を行い、バッテリの過充電過放電によるバッテリ寿命の低下を避け、バッテリ残量不足による無人搬送車（ＡＧＶ）の停止を避ける。【解決手段】二次電池を電源として、搬送車１１を周回路からなる走行レーン２１にしたがってを走行させ、走行レーン２１に設けられた複数のポイントＡ〜Ｆで二次電池の残量を実測して充電量を測定し、二次電池の残量の実測データを蓄積することで二次電池の放電パターンを予測し、実測値と予想値を比較して、走行レーン２１途中で二次電池の残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合において、二次電池の残量が管理範囲の下限に達していない場合は、残量を管理範囲の下限まで放電した上で満充電し、二次電池の残量が管理範囲の下限に達している場合は残量を放電することなく満充電する搬送車１１における充放電制御システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を電源として搬送車を走行レーンにしたがって走行させ、
走行レーン途中に設けられたポイントで二次電池の残量を実測して充電量を測定し、
二次電池の残量の実測データを蓄積することで二次電池の放電パターンを予測し、
走行レーン途中で、実測値と予想値を比較して、
二次電池の残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合で、かつ、二次電池の残量が管理範囲の下限に達していない場合は、残量を管理範囲の下限まで放電した上で満充電し、
二次電池の残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合で、かつ、二次電池の残量が管理範囲の下限に達している場合は残量を放電することなく満充電する搬送車における充放電制御システム。
【請求項２】
残量の放電を他の二次電池に充電する請求項１記載の搬送車における充放電制御システム。
【請求項３】
ポイントは走行レーン中に複数設けられる請求項１乃至２いずれか記載の搬送車における充放電制御システム。
【請求項４】
走行レーンが周回路である請求項１乃至３いずれか記載の搬送車における充放電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搬送車特に無人搬送車（ＡＧＶ）における充放電制御システムに係る。更に詳細には、バッテリ等二次電池により駆動される無人搬送車の充放電制御システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の「搬送台車の充電制御装置および方法、記録媒体」は「搬送効率の向上とバッテリ寿命の長期化とを両方とも実現できるようにする。」ことを解決課題とするものである。
そして、「搬送システム内の物流負荷を測定する物流負荷測定部１５と、物流負荷の測定結果に応じて、充電要否判断のための閾値を切り替える閾値切替部１６とを設け、ＡＧＶに対する充電要否判断のための閾値を搬送システム内の物流負荷の変化に応じて柔軟に切り替えるようにすることにより、物流負荷が大きいときにはバッテリの放電深度を大きくして充電間隔を長くさせ、ＡＧＶの稼働率を向上させることができるようにするとともに、物流負荷が小さいときには放電深度を小さくして高頻度で充電させ、バッテリの寿命を長期化させることができるようにする。」に係る。
【０００３】
特許文献２に記載の「搬送車のバッテリ管理方法及び搬送車のバッテリ管理システム」は、「搬送車のバッテリ管理方法及び搬送車のバッテリ管理システムを提供する。」を解決課題とするものである。
そして、「搬送管理システム４の有する電子部品の搬送結果に基づいて、第１〜第ｎ自動搬送車ＡＧＶ１〜ＡＧＶｎのバッテリの総使用率を算出して管理するバッテリ管理システム５と、バッテリ管理システム５の有する各バッテリの状態の表示などを行なう入出力装置６を備えている。バッテリ管理システム５は、バッテリの総使用率がバッテリ充電指示レベルを超えた自動搬送車ＡＧＶ１〜ＡＧＶｎに対する充電のための移動制御を搬送管理システム４に行なわせて、その自動搬送車ＡＧＶ１〜ＡＧＶｎのバッテリを充電させる。」に係る。
【０００４】
特許文献３に記載の「無人搬送車の二次電池充電方法および充電装置」は、「走行ルートから外れた特定の充電位置に限らず、充電ができる走行ルート上の位置を利用し、そこに位置しまたは通過するとき許容される充電を行い、待ち時間少なく適正な充放電が確保できるようにする。」の提供を解決課題とするものである。
そして、「二次電池を電源として走行する無人搬送車１が、満充電および０充電の間の一部の狭い所定の充電容量範囲で使用し、範囲外に落ちたとき充放電を行わせる電池管理システムにより、走行ルート１２外に設定された充電位置３ａに停止させて充電を行うのに加え、走行ルート１２上の無人搬送車１が搬送物の授受や待機などのためにある時間停止する移載位置や長い走行経路での途中位置、ホームポジションなどの停止位置を充電位置３ｂ、３ｃとして、二次電池の充電容量が前記所定の充電容量範囲外にまで落ちていなくても充電を行うことにより、上記の目的を達成する。」に係る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００―１５２４２１号公報
【特許文献２】特開２００９―８７６２１号公報
【特許文献３】特開２００２―１８２７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の「搬送台車の充電制御装置および方法、記録媒体」は、無人搬送車（ＡＧＶ）の経路及び負荷によって放電量を設定するため、毎回放電深度が異なる。そして、浅い放電、深い放電を繰り返すことでバッテリ寿命時までの放電可能量は少なくなる問題点を有した。すなわち、図６に示すように負荷が低い場合は、浅い充放電で放電量は低下し、管理下限値まで使い切らないことが問題点となる。図７に示すように、負荷が高い場合は、管理下限値を下回るまで放電させるため、深い充放電でバッテリの寿命は短くなる問題点を有した。
ここで、図６等に記載するバッテリ残量の管理範囲について説明する。二次電池には電池ごとに適切な放電深度が設定されている。この明細書では、管理上限を満充電状態とし、管理下限を二次電池ごとの設定値とする。その設定値を管理下限値として、それより多い数値（％）までを管理下限幅とする。管理下限幅は、各バッテリの特性及び放電パターンを考慮して決定される。
また、バッテリ残量とは、バッテリ実測値と管理下限値との差分をいう。管理下限幅とは、管理下限値と、管理下限値プラス数％の間をいう。
【０００７】
特許文献２記載の「搬送車のバッテリ管理方法及び搬送車のバッテリ管理システム」は、放電深度は管理されておらず、充電量は予測に基づいて決定されるため、実測と予測との間に差が生じて、充電不足となる可能性があり、満充電状態になることが少なく、容量不足となる恐れがある問題点を有する。
すなわち、図８に図示されるように、使用した電力を予測して充電しているので、実測と予測の差が生じ、満充電にならない問題点を有した。
【０００８】
特許文献３記載の「無人搬送車の二次電池充電方法および充電装置」は、相当数の充電器あるいは充電ステーションが必要とされる。同装置は、電力が閾値以下なら充電可能な場所でできる限り充電するシステムであるため、図９に図示されるように、充放電が管理されているとはいえない問題点を有する。そのため、浅い充電を繰り返して、更に満充電まで充電せずに使用することで、バッテリ寿命時までの放電可能量は少なくなる問題点を有した。
【０００９】
バッテリは、管理範囲の上限あるいは下限を超えて充放電を繰り返した場合、バッテリの寿命までの放電可能量は少なくなる。管理範囲内で早めに放電を繰り返した場合、バッテリの寿命までの放電可能量は前記の場合より多くはなるが、管理範囲内で充放電を繰り返す程は、多くはならない。そこで、バッテリの管理範囲内で充放電を繰り返すことが望まれる。
しかし、これら従来例では、バッテリの管理範囲内で早めに放電を繰り返すことになるため、バッテリの長寿命化と無人搬送車（ＡＧＶ）の搬送効率の低下の制御を行うには十分ではなかった。また、バッテリの過充電過放電によるバッテリ寿命の低下を避けるには充分とはいえなかった。更に、バッテリ残量不足による無人搬送車（ＡＧＶ）の停止を避けるには充分とは言えなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の搬送車における充放電制御システムでは、
二次電池を電源として搬送車を走行レーンにしたがって走行させ、
走行レーン途中に設けられたポイントで二次電池の残量を実測して充電量を測定し、
二次電池の残量の実測データを蓄積することで二次電池の放電パターンを予測し、
走行レーン途中で、実測値と予想値を比較して、
二次電池の残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合で、かつ、二次電池の残量が管理範囲の下限に達していない場合は、残量を管理範囲の下限まで放電した上で満充電し、
二次電池の残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合で、かつ、二次電池の残量が管理範囲の下限に達している場合は残量を放電することなく満充電する、
を備える。
更に、
上述のバッテリ残量の放電を他の二次電池に充電する、を備える。
更に、ポイントは走行レーン中に複数設けられる、を備える。
更に、走行レーンが周回路である、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、充電・放電深度管理による二次電池の長寿命化を図ることが可能となる。また、放電することができる総電流量を大幅に拡大することが可能となる。また、充放電管理により、無人搬送車（ＡＧＶ）停止を抑制することが可能となる。充電時間が決まった値となるため、搬送計画を立てやすくなる。電流管理の為精度は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係る搬送車における充放電制御システムの平面概略図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る搬送車における充放電制御システムの制御フロー図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の実施の形態に係る搬送車における充放電制御システムの走行レーンのレイアウト変更時の平面概略図である。（Ｂ）はレイアウト変更前の電流量算出の説明図である。（Ｃ）はレイアウト変更後の電流量の算出の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る搬送車における充放電制御システムのバッテリ充放電パターンをあらわす図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る搬送車における充放電制御システムの図４の一部拡大図である。
【図６】特許文献１に記載される従来例に係る電流量の変化図である。
【図７】特許文献１に記載される従来例に係る電流量の変化図である。
【図８】特許文献２に記載される従来例に係る電流量の変化図である。
【図９】特許文献３に記載される従来例に係る電流量の変化図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明に係る搬送車における充放電制御システムの実施の形態の平面概略図をあらわす図１、同制御フロー図をあらわす図２、同走行レーンのレイアウト変更時の平面概略図をあらわす図３（Ａ）、同レイアウト変更前の電流量算出の説明図である（Ｂ）、同レイアウト変更後の電流量の算出の説明図（Ｃ）、同バッテリ充放電パターンをあらわす図４、図４の一部拡大図である図５にしたがって説明する。
図１において、１１は搬送車、この実施の形態では無人搬送車（ＡＧＶ）である。搬送車１１は、積載する二次電池であるバッテリによりモータを駆動させて走行する。
２１は、走行レーンである周回レーンである。２２は、走行レーンである充放電レーンであり、周回レーン２１から分岐されて、また合流する。搬送車１１は、周回レーン２１を矢示方向に反時計回りに走行する。
周回レーン２１の途中には、Ａ〜Ｆの複数地点の測定ポイントが設けられる。測定ポイントＡ〜Ｆでは、バッテリの残量を測定する。周回レーン２１には、Ａ〜Ｄの荷積卸ステーションが設けられる。荷積卸ステーションＡ〜Ｄでは搬送車１１に積載される荷物を積卸する。
【００１４】
図１において、３１はバッテリ管理サーバーである。３２は、走行荷積載情報（工場システム）、３３はバッテリ・走行制御端末、３４は各測定ポイントＡ〜Ｆに設置されるバッテリメーターである。３５は充電器であり、充放電レーン２２に設置される。
バッテリメーター３４では、バッテリ残量が各測定ポイントＡ〜Ｆで測定される。
【００１５】
この発明の実施の形態に係る、搬送車１１における充放電制御システムでは、二次電池を電源として搬送車１１を走行レーン２１にしたがって走行させる。すなわち、図１、図２に図示されるように、バッテリ・走行制御端末３３の指示に基づき、搬送車１１は搬送指示の情報を受領する。
走行レーン２１の途中に設けられたポイントＡ〜Ｆで、搬送車１１がバッテリメーター３４に来ると、ポイントＡ〜Ｆに設けられたバッテリメーター３４により、搬送車１1に積載された二次電池の残量を実測して充電量を測定し、バッテリ放電量、バッテリ電圧、積載荷の各情報がバッテリ管理サーバー３１に伝送される。
バッテリ管理サーバー３１からは、バッテリ残量情報が、バッテリ・走行制御端末３３に伝送される。バッテリ・走行制御端末３３からは、搬送車１１に動作情報が伝送される。搬送車１１からは、バッテリ放電量、バッテリ電圧、積載荷情報がバッテリ管理サーバー３１に伝送される。
走行荷積載情報（工場システム）３２からは、積載荷情報が測定ポイントＡ〜Ｆに伝送される。
【００１６】
バッテリ管理サーバー３１では、入力された、バッテリ放電量、バッテリ電圧、積載荷情報に基づき、次周回のバッテリ使用量を演算し予測する。
測定ポイントＡ〜Ｆでの制御は図２に図示されるように以下行われる。
ステップ（１）
搬送指示後、ステップ（１）において、バッテリ実測値から管理下限値を引くことでバッテリ残量確認をおこなう。周回時消費電力量予測よりバッテリ残量を判断する。
ステップ（２）
ステップ（２）において、測定ポイントでのバッテリ残量により消費量を予測する。
ステップ（３）
ステップ（３）において、バッテリの残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より大きい場合は、図２に図示されるように、搬送指示は維持される。
ステップ（３）において、走行レーン途中で、バッテリの実測値と予想値を比較して、バッテリの残量が、走行を続けた場合の使用量の予測量より小さい場合は、放電プロセスに入り、搬送車１１を走行レーン２１から、充放電レーン２２に経路を切り替える。
【００１７】
ステップ（４）
ステップ（４）では、充放電レーン２２で、実測値と予想値を比較して、走行レーン途中で二次電池の残量が管理下限以下に達しているか否かを、バッテリ管理サーバー３１では判断する。
０００６記載のように、二次電池には電池ごとに管理下限値設定され、管理下限幅が各バッテリの特性を考慮して決定される。この発明の実施例では、管理下限値丁度まで放電させるような装置を備えていないため、バッテリ残量の管理範囲について、管理下限幅を採用する。
管理下限幅以下に達していない場合は、図５に図示されるように、バッテリ残量を他の二次電池（Ｌi―ion、キャパシタ）等に管理下限値まで放電して、充電させ蓄電される。放電後無人搬送車（ＡＧＶ）に積載されるバッテリについても満充電する。
他の二次電池（Ｌi―ion、キャパシタ）等に充電された電流は、他の台車の充電に使用される。
ステップ（４）で、管理下限幅にまで達していると判断された場合は、図５に図示されるように、放電をせずに、そのまま満充電する。
充電後は、再度搬送指示をおこなう。
【００１８】
この実施の形態では、充放電状態は、図４のバッテリ充放電パターン図に示すように、管理下限幅までバッテリの充電を使い切る。また、その上で満充電する。
バッテリ管理サーバー３１では、二次電池の残量の実測データを蓄積することで、図５に図示されるように、二次電池の放電パターンを予測する。
【００１９】
この実施の形態では、バッテリ等二次電池の状態を随時監視し、実測したバッテリ消費量を基に構築した駆動系消費電力のシミュレーションを行い、必要な消費電力を算出する。算出した消費電力をバッテリ残量と比較することで、バッテリの充放電管理を行う。
すなわち、この実施の形態では、バッテリ電流管理が可能となる。すなわち、バッテリの残量を電流で管理することで、複雑な計算を要したり、負荷によって変動する電圧管理よりも簡単で正確な管理が可能となる。
【００２０】
この実施の形態では、バッテリ残量を随時管理し、必要な電流量を算出したものと照らし合わせることによる充放電管理をおこなうことで、無人搬送車（ＡＧＶ）がバッテリ容量不足で停止することを事前に防ぐことが可能となり、バッテリの長寿命化とバッテリ切れによる搬送車特に、無人搬送車（ＡＧＶ）の停止の抑制を同時に実現する。
更にバッテリの随時管理が可能となる。バッテリの個別特性をデータベース化することで、固有の特性に合わせた充電量、時間、動作の各制御を行うことが可能となる。
【００２１】
図３（Ａ）は、走行レーン２１のレイアウト変更時の平面概略図であり、走行レーン２１を延長レーン２３で延長した使用例である。
この場合、レイアウト変更に伴う必要電力予想を行う必要がある。しかし、この実施の形態では、レイアウト変更時に、図３（Ｂ）に図示される現状のバッテリ消費電力量と経路延長分を図３（Ｃ）に図示されるように修正した、走行パターン変更後のバッテリ消費電力量の予測が可能となる。
すなわち、予測された電力量より予め必要なバッテリ容量が算出することがバッテリ管理サーバー３１で可能となる。そのため、新規レイアウト計画時にバッテリ容量の予測が可能となる。その予測に基づき、無人搬送車（ＡＧＶ）の充放電をおこなう。
図３（Ｂ）に図示されるように、延長変更前の消費電流量を基に、図３（Ｃ）に図示されるように、延長後のバッテリ使用総量をバッテリ管理サーバー３１で算出し、充電量の変更あるいはバッテリの変更を計算して充放電する。
【符号の説明】
【００２２】
１１  搬送車
２１  走行レーン
２２  充放電レーン
Ａ〜Ｆ  ポイント
【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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