(57)【要約】  搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションで前記搭載バッテリーを充電する無人搬送車の充電管理システムにおいて、前記無人搬送車は、前記搭載バッテリーの残容量を監視する充電制御器を搭載し、前記充電制御器は、前記バッテリーの残容量が所定値よりも低くなった時点で、充電ステーションにおいて搭載バッテリーに対して充電を開始させ、充電中に前記搭載バッテリーの充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする。
2014021363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションで前記搭載バッテリーを充電する無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記無人搬送車は、前記搭載バッテリーの残容量を監視する充電制御器を搭載し、
前記充電制御器は、前記バッテリーの残容量が所定値よりも低くなった時点で、充電ステーションにおいて搭載バッテリーに対して充電を開始させ、充電中に前記搭載バッテリーの充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記充電制御器は、充電中に前記搭載バッテリーの充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチを遮断状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記充電制御器は、前記搭載バッテリーの残容量が予め設定する所定値よりも低くなった時点で、前記受電制御スイッチを遮断状態から導通状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記充電ステーションは、無人搬送車に対して通信部を介して信号の送受信を可能に構成され、
前記充電ステーションにおいて、前記充電制御器は充電ステーションからの指令に基づいて、車両の充電経路中に設けた前記受電制御スイッチを開閉する、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記搭載バッテリーは、リチウムイオンバッテリーである、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項６】
搭載バッテリーを駆動源とする無人搬送車に対して前記搭載バッテリーを充電する場合に、
前記無人搬送車は、前記搭載バッテリーの残容量を監視し、前記バッテリーの残容量が所定値よりも低くなった時点で、充電ステーションにおいて搭載バッテリーに対して充電を開始させ、
充電中に前記搭載バッテリーの充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搭載したバッテリーの電力を駆動源として無人で走行し、充電ステーションで搭載したバッテリーに充電を行う無人搬送車の充電管理システム及び充電管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２−４９３４１Ｕの無人搬送車は、鉛蓄電池を無人搬送車のバッテリーとして搭載する。この無人搬送車は、定期的に満充電済みの新しいバッテリーと交換される。又は、充電ステーションの充電器から搭載状態のバッテリーに対して満充電となるよう自動充電される。【０００３】
また、ＪＰ２００７−７４８００Ａの無人搬送車は、満充電でなく部分充放電でも使用可能なニッケル水素電池やリチウムイオン電池をバッテリーとして搭載する。この無人搬送車は、バッテリーの残容量が充電開始容量になったときに充電が開始され、残容量が充電停止容量に達したときに充電が停止されることで、充電状態が制御される。【０００４】
また、ＪＰ３−２７７３２Ａの無人搬送車は、無人搬送車ごとに、容量及び電圧がそれぞれ異なるバッテリーをそれぞれ搭載している。そして、バッテリー種別に対応するＩＤタグが取り付けられている。充電ステーションでは、ＩＤタグに応じて搭載されたバッテリー種別が判定されて、適切な充電電圧，充電電流等の充電条件で充電される。
【発明の概要】
【０００５】
ところで、発明者らは、ＪＰ２−４９３４１Ｕにあるような鉛蓄電池の無人搬送車の搬送工程に、ＪＰ２００７−７４８００Ａにあるようなリチウムイオン電池の無人搬送車を投入することを検討している。鉛蓄電池の無人搬送車の搬送工程の充電ステーションには、鉛蓄電池用の自動充電器が設置済みである。この自動充電器には、鉛蓄電池を充電するために最大で２８Ｖまで充電電圧を上げていく電源装置が組み込まれている。このため、ＪＰ２００７−７４８００Ａのように、バッテリーとして鉛蓄電池に代えてリチウムイオン電池を搭載した無人搬送車を、上記した搬送工程に投入するには、充電ステーションに設置した自動充電器を、リチウムイオン電池用に充電時最大電圧を調整した電源装置を組み込んだものに全面的に切り替える必要があり、コスト高となる。
【０００６】
したがって、過渡的には、鉛蓄電池を搭載した無人搬送車とリチウムイオン電池を搭載した無人搬送車とを混在させて使用することが考えられる。この場合、ＪＰ３−２７７３２Ａのように、無人搬送車に搭載バッテリーに対応したＩＤタグを持たせて、自動充電器はＩＤタグに基づいて、バッテリー種別を判定して充電電圧を切り替えることで、バッテリー種別に対応して充電することも考えられる。しかしながら、（１）ＩＤタグを持たせる分、バッテリー・充電器共にコスト高になる、（２）バッテリーを入れ替えるときに、ＩＤタグを間違えると、過電圧を掛けてしまう虞がある、（３）自動充電器に電圧切替制御を設ける分、コスト高になる、などの課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、搭載するバッテリー種別が混在する無人搬送車の充電に好適な無人搬送車の充電管理システム及び充電管理方法を提供することである。
【０００８】
本発明による搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションで前記搭載バッテリーを充電する無人搬送車の充電管理システムのひとつの態様は、前記無人搬送車は、前記搭載バッテリーの残容量を監視する充電制御器を搭載する。そして、前記充電制御器は、前記バッテリーの残容量が所定値よりも低くなった時点で、充電ステーションにおいて搭載バッテリーに対して充電を開始させ、充電中に前記搭載バッテリーの充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態を示す無人搬送車の走行経路の例を示す概念図である。
【図２】図２は、鉛蓄電池をバッテリーとして搭載した無人搬送車及び充電ステーションの自動充電器の概略を示す説明図である。
【図３】図３は、リチウムイオン二次電池をバッテリーとして搭載した無人搬送車及び充電ステーションの自動充電器の概略を示す説明図である。
【図４】図４は、充電時における無人搬送車の鉛蓄電池よりなるバッテリー装置と充電ステーションの充電器との関係を示す説明図である。
【図５】図５は、充電時のバッテリー電圧の変化と供給する充電電流の変化を示す充電特性図である。
【図６】図６は、充電時における無人搬送車のリチウムイオン二次電池よりなるバッテリー装置と充電ステーションの充電器との関係を示す説明図である。
【図７】図７は、リチウムイオンバッテリーの電圧変化の推移を説明する説明図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態を示す無人搬送車の走行経路の例を示す概念図である。
【図９】図９は、第２実施形態の充電時における無人搬送車のリチウムイオン二次電池よりなるバッテリー装置と充電ステーションの充電器との関係を示す説明図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態における充電時のバッテリー電圧の変化と供給する充電電流の変化を示す充電特性図である。
【図１１】図１１は、無人搬送車と自動充電装置との充電時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
搬送工程における無人搬送車の走行経路は、例えば、図１に示すように、ピッキングステーションＰＳとラインサイドの組立ステーションＢＳとを経由する設定された周回軌道の走行ルートＲである。搬送工程では、この走行ルートＲ上を複数の無人搬送車１が走行する。各無人搬送車１の走行は設備側制御装置２によって制御される。無人搬送車１は、ピッキングステーションＰＳにおいて組立ステーションＢＳで必要とする部品を積み込む。そして無人搬送車１は、走行ルートＲ上を走行して組立ステーションＢＳに搬送し、ピッキングステーションＰＳで積載した部品を積み降ろす。そして無人搬送車１は、再び走行ルートＲ上を走行してピッキングステーションＰＳに戻る。無人搬送車１は、このような循環走行を繰返す。
【００１２】
無人搬送車１は、図２，図３に示すように、二次電池（例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池）からなるバッテリーＢを収容するバッテリーボックス５を、例えば、車両中央に装備している。図２に示す無人搬送車１Ａは、鉛蓄電池をバッテリーＢ１として装備する。図３に示す無人搬送車１Ｂは、リチウムイオン二次電池をバッテリーＢ２として装備する。無人搬送車１は、バッテリーＢを駆動電源として走行する。このため、バッテリーＢの充電容量が所定範囲から低下したときには、無人搬送車１が走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳで停止したときに、バッテリーＢが自動充電器３よって充電される。自動充電器３は、直流電源２１から充電電力が供給される。
【００１３】
本実施形態の無人搬送車の充電管理システムでは、図２に示すように、従来一般に採用されている鉛蓄電池等のバッテリーＢ１を駆動電源とする無人搬送車１Ａが使用される。そして、本実施形態の前提となる搬送工程では、この無人搬送車１ＡのバッテリーＢ１に対して充電する従来一般に採用されている鉛バッテリー用自動充電器３Ａが充電ステーションＣＳに設置されている。そして、本実施形態では、上記前提とする搬送工程において、図３に示すように、新たにリチウムイオン二次電池によるバッテリーＢ２を駆動電源とする無人搬送車１Ｂを順次投入することを想定している。即ち、本実施形態では、無人搬送車１のバッテリー交換を全面的に実施するのではなく、バッテリーＢ１を順次バッテリーＢ２に換装すると共に、充電ステーションＣＳの自動充電器３も、鉛バッテリー用から順次リチウムイオンバッテリー用に拡大導入できるようにしていくものである。以下では、従来一般に採用されているバッテリーＢ１を駆動電源とする無人搬送車１Ａを「ＰＢ型無人搬送車」と称する。新たに投入されるバッテリーＢ２を駆動電源とする無人搬送車１Ｂを「ＬＢ型無人搬送車」と称する。
【００１４】
先ず、前提とする搬送工程におけるＰＢ型無人搬送車１Ａ及び充電ステーションＣＳの自動充電器３Ａについて説明する。ＰＢ型無人搬送車１Ａのバッテリーボックス５は、図４に示すように、鉛蓄電池を直列接続して構成したバッテリーＢ１を有する。このバッテリーＢ１の電力が、動力源として図示しない走行モータ等に供給される。このバッテリーＢ１の充放電状態は、車載の図示しない制御装置によって監視される。制御装置は、バッテリーＢ１の電圧、温度等を検出し、バッテリーＢ１の充電容量を演算する。そして、演算した充電容量（バッテリー電圧）から、充電が必要か否かを判定する。バッテリーＢ１においては、例えば、バッテリー電圧が、２１Ｖよりも低下した場合に、充電が必要である判定される。
【００１５】
制御装置は、充電が必要と判定すると、ＰＢ型無人搬送車１Ａを上記した走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳに停車させる。そして、充電ステーションＣＳにある自動充電器３Ａは、図４に示すように、ＰＢ型無人搬送車１Ａが充電ステーションＣＳの所定位置に停止したことを確認すると、給電コンタクター２３をＰＢ型無人搬送車１に対して進展駆動する。給電コンタクター２３が受電コンタクター１３に接続されると、充電可能な状態になる。
【００１６】
自動充電装置３Ａは、例えば、充電電圧値を２９Ｖまで昇圧可能な直流電源２１と、給電コンタクター２３と受電コンタクター１３とが接続されると起動し、直流電源２１からバッテリーＢ１へ供給する充電電流値及び電圧値を制御する充電制御装置２０と、を備える。
【００１７】
充電制御装置２０は、急速充電によってバッテリーＢ１へ充電する。急速充電とは、普通充電時の充電電流よりも大きな充電電流をバッテリーＢ１に供給する定電流・定電圧方式の充電方法である。急速充電は、短時間の充電を必要とする搬送工程には望ましい。ただし充電制御装置２０は、定電流・定電圧方式の普通充電も可能である。定電流・定電圧方式の充電では、充電初期には定電流の充電電流を供給する定電流充電（ＣＣ充電）を実行する。充電の継続によってバッテリー電圧が満充電電圧（例えば、２９Ｖ）まで上昇した時点からは、電圧一定とする定電圧充電（ＣＶ充電）を所定時間が経過するまで実行する。図５は、充電時のバッテリー電圧の変化と供給する充電電流の変化を示す特性図である。ＣＣ充電によりバッテリー電圧は徐々に昇圧する。バッテリー電圧が満充電電圧（例えば、２９Ｖ）まで上昇すると、その時点から充電電流を低下させつつ電圧一定とする定電圧充電（ＣＶ充電）を所定時間が経過するまで実行される。所定時間が経過すると、充電制御装置２０は、直流電源２１を停止させて充電を停止する。そして、給電コンタクター２３を待避させて無人搬送車１の受電コンタクター１３との接続を切り離す。その後、ＰＢ型無人搬送車１Ａは、充電ステーションＣＳから離脱させる方向に、走行ルートＲ上を走行する。
【００１８】
ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、図６に示すように、リチウムイオン電池によるバッテリーＢ２を備える。また、ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、車載の充電制御器１１を備える。充電制御器１１は、バッテリーＢ２の充電状態を監視・演算し、制御する制御器である。
【００１９】
充電制御器１１は、充電が必要であると判定すると受電準備動作を開始する。受電準備動作では、充電制御器１１が受電制御リレー１２Ａに対して指令して、バッテリーＢ２と充電コンタクター１３とを接続する充電経路に設けたパワースイッチ１２を遮断状態から導通状態にして充電可能な状態にする。充電が開始されて、バッテリー電圧が所定電圧に昇圧した段階で、充電制御器１１は、受電制御リレー１２Ａに対して指令して、パワースイッチ１２を導通状態から遮断状態にして、充電を停止する。
【００２０】
バッテリーＢ２は、たとえばリチウムイオン二次電池である。バッテリーＢ２は、バスバーＢＢで直列接続された電池モジュールＢＭを含む。図６では、３個の電池モジュールＢＭが直列接続される。
【００２１】
複数のリチウムイオン単電池（セル）が並列又は直列に電池モジュールＢＭが構成される。この電池モジュールＢＭの電圧は、充電状態で約８Ｖ強である。バッテリーＢ２には、３個の電池モジュールＢＭが直列接続されているので、バッテリーＢ２の出力電圧は、２５Ｖ程度となる。したがって、バッテリーＢ２の過充電電圧は、例えば、２５．０２Ｖ、過放電電圧は、例えば、１８Ｖに設定され、充電開始及び充電完了の各電圧は、過充電電圧と過放電電圧との間の、例えば、２１Ｖ及び２４Ｖにそれぞれ設定されている。このように、過放電電圧と充電開始電圧との間の電圧差を十分に大きくして、バッテリーＢ２が過放電電圧に至らないよう、電池を保護している。
【００２２】
また、充電制御器１１は、通信部１４（例えば、光通信）を介して、ＬＢバッテリーＢ２の充電量（電圧）、ＬＢバッテリーＢ２の入出力の電流量（アンペアアワー、ＡＨ）、ＬＢバッテリーＢ２の異状履歴等を、外部に送信可能としている。
【００２３】
さらに、充電制御器１１は、バッテリー電圧が充電開始電圧よりも低下した場合には、ＬＢ型無人搬送車１Ｂを走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳに停止させる。そして、充電ステーションＣＳにある自動充電器３Ａは、ＬＢ型無人搬送車１Ｂが充電ステーションＣＳの所定位置に停止したことを確認すると、図６に示すように、給電コンタクター２３をＬＢ型無人搬送車１Ｂまで伸ばす。給電コンタクター２３が受電コンタクター１３に接続されると、充電可能な状態になる。
【００２４】
バッテリーＢ２が充電完了状態になるとパワースイッチ１２が開かれて、自動充電器３Ａの充電電流が停止する。そして給電コンタクター２３を待避させてＬＢ型無人搬送車１Ｂの受電コンタクター１３との接続を切り離す。その後、ＬＢ型無人搬送車１Ｂは充電ステーションＣＳから離脱して、走行ルートＲ上を走行する。
【００２５】
搬送工程においては、充電ステーションＣＳに、バッテリーＢ１用の自動充電器３Ａが設置済みである。走行ルートＲ上にバッテリーＢ１を搭載したＰＢ型無人搬送車１Ａと、新たに投入されたバッテリーＢ２を搭載したＬＢ型無人搬送車１Ｂとが、混在した状態で、ピッキングステーションＰＳから組立ステーションＢＳへ部品を搭載して搬送している。
【００２６】
ＰＢ型無人搬送車１Ａは、バッテリー電圧が低下して充電が必要な場合には、走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳに停止させられ、前述した手順によって充電される。
【００２７】
そして、バッテリーＢが満充電になると、自動充電器３Ａは充電終了と判断して、給電コンタクター２３を待避させてＰＢ型無人搬送車１Ａの受電コンタクター１３との接続を切り離す。その後、ＰＢ型無人搬送車１Ａが充電ステーションＣＳから離脱する方向に、走行ルートＲ上を走行する。
【００２８】
ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、車載の充電制御器１１によってバッテリー電圧が低下して充電が必要と判定された場合には、充電制御器１１の指令によって受電制御リレー１２Ａを動作させて、パワースイッチ１２を開状態から閉状態にする。また、充電制御器１１の指令によって、ＬＢ型無人搬送車１Ｂが充電ステーションＣＳに停止する。充電ステーションＣＳにある自動充電器３Ａは、ＬＢ型無人搬送車１Ｂが充電ステーションＣＳの所定位置に停止したことを確認すると、図６に示すように、給電コンタクター２３をＬＢ型無人搬送車１Ｂまで伸ばす。給電コンタクター２３が受電コンタクター１３に接続されると、充電可能な状態になる。
【００２９】
自動充電装置３Ａは、給電コンタクター２３と受電コンタクター１３とが接続されると直流電源２１を起動させ、直流電源２１から充電バッテリーＢ２へ供給する充電電流値及び電圧値を制御する。具体的には、バッテリーＢ１への充電と同様に、図５に示すように、充電初期には定電流の充電電流を供給する定電流充電（ＣＣ充電）を行うよう作動する。
【００３０】
バッテリー電圧は充電開始電圧から充電に連れて上昇する。バッテリー電圧の上昇は車載の充電制御器１１及び設備側の充電制御装置２０により監視される。バッテリー電圧が充電完了電圧に到達すると、車載の充電制御器１１は受電制御リレー１２Ａを動作させてパワースイッチ１２を遮断して、バッテリーＢ２と受電コンタクター１３との接続を断ち、充電動作を終了させる。充電ステーションＣＳの自動充電器３Ａは、給電コンタクター２３を介してバッテリーＢ２へ流れる電流がパワースイッチ１２による遮断によりゼロへ低下することにより直流電源２１を停止させて、充電動作が停止する。
【００３１】
次いで、充電ステーションＣＳの自動充電器３Ａは、給電コンタクター２３を待避させてＬＢ型無人搬送車１Ｂの受電コンタクター１３との接続を切り離す。コンタクター１３，２３同士の接続が切離されると、ＬＢ型無人搬送車１Ｂは充電ステーションＣＳから離脱して、走行ルートＲ上を走行する。
【００３２】
バッテリーＢ２を搭載するＬＢ型無人搬送車１Ｂのバッテリー電圧は、図７に示すように推移する。即ち、バッテリー電圧が、充電開始電圧よりも低くなった時点ｔ０，ｔ２，ｔ４で、充電制御リレー１２Ａの動作によってパワースイッチ１２を閉じ、受電完了電圧よりも高くなった時点ｔ１，ｔ３で、充電制御リレー１２Ａによってパワースイッチ１２を閉状態から開状態に切り替える。このため、バッテリー電圧は、充電の度に、充電リレーＯＮ電圧よりも低い状態から充電リレーＯＦＦ電圧よりも高い状態に上昇する。ＬＢ型無人搬送車１Ｂが走行ルートＲを走行するとバッテリー電力が消費されて、バッテリー電圧は、充電リレーＯＦＦ電圧よりも高い状態から充電リレーＯＮ電圧よりも低い状態へ徐々に低下する。
【００３３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３４】
（１）搭載バッテリーＢを駆動源として無人で走行し、充電ステーションＣＳにおいて搭載バッテリーＢに対して充電を行う無人搬送車１の充電管理システムである。無人搬送車１は、搭載バッテリーＢとしてリチウムイオンバッテリーＢ２を備えると共に、搭載バッテリーＢ２の残容量を監視する充電制御器１１を搭載する。そして、充電制御器１１は、バッテリーＢ２の残容量が所定値よりも低くなった時点で、充電ステーションＣＳにおいて搭載バッテリーＢ２に対して充電を開始させる。そして、充電制御器１１は、充電中に搭載バッテリーＢ２の充電量が予め設定した容量に到達した時点で車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチとしてのパワースイッチ１２を遮断状態に切り替えることにより搭載バッテリーＢ２に対する充電を終了させることを特徴としている。
【００３５】
即ち、無人搬送車１側に搭載する充電制御器１１により、搭載バッテリーＢ２の充電が終了したと判定した時点で、受電制御スイッチとしてのパワースイッチ１２により充電経路が遮断されて充電を終了させるため、充電ステーションＣＳに設けた自動充電器３Ａは、無人搬送車１に搭載されているバッテリー種別に対応して充電条件を変更する必要がない。このため、充電ステーションＣＳに設置する充電器として、搬送工程に既設されている鉛蓄電池用充電器３ＡをそのままリチウムイオンバッテリーＢ２の充電器として利用することができる。また、従来技術のように、搭載バッテリーＢの種別を判別する装置類が不要となり、充電器のコストを下げることができる。しかも、充電時の最終電圧の設定値が高い、例えば鉛蓄電池用の充電器３Ａを用いても、リチウムイオンバッテリーＢ２に対して、過充電を回避しつつ充電することができる。
【００３６】
（２）充電制御器１１は、搭載バッテリーＢ２の残容量が予め設定する所定値よりも低くなった時点で、車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチとしてのパワースイッチ１２を遮断状態から導通状態に切り替えるようにしている。このため、リチウムイオンバッテリーＢ２よりも稼働電圧領域の広い鉛蓄電池用の充電器３ＡをリチウムイオンバッテリーＢ２の充電器として利用する場合に、リチウムイオンバッテリーＢ２で使用したい電圧領域を充電制御器１１からの指定で任意に設定できる。結果として、リチウムイオンバッテリーＢ２の特性上の使用効率の高い中容量の領域を常に使うことができ、リチウムイオンバッテリーＢ２の寿命を長くすることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図８〜図１１に基づいて、本発明を適用した無人搬送車の充電管理システム及び充電管理方法の第２実施形態について説明する。なお図８は走行ルートの概要を示す説明図である。図９はシステム構成図である。図１０は充電時のバッテリー電圧及び充電電流の変化を示す特性図である。図１１は無人搬送車と自動充電装置との充電時の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
この第２実施形態では、新規にバッテリーＢ２を搭載したＬＢ型無人搬送車１Ｂに専用のＬＢ型自動充電器３Ｂを追加設置した構成を第１実施形態に追加した。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【００３９】
図８に示すように、本実施形態の無人搬送車１の走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳには、ＰＢ型無人搬送車１ＡのバッテリーＢ１に対して充電を実施するＰＢ型自動充電器３Ａと、バッテリーＢ２を搭載したＬＢ型無人搬送車１Ｂに専用のＬＢ型自動充電器３Ｂとが、設置されている。バッテリーＢ２用として新規に追加したＬＢ型自動充電器３Ｂは、図９に示すように、バッテリーＢ２の上限電圧（例えば、２５．０２Ｖ）まで昇圧可能な直流電源２１Ａと、直流電源２１ＡよりバッテリーＢ２へ供給する充電電流値及び電圧値を制御する充電制御装置２０Ａと、無人搬送車１の通信部１４と通信可能な通信部２４と、を備える。
【００４０】
ＬＢ型自動充電器３Ｂの充電制御装置２０Ａは、給電コンタクター２３と受電コンタクター１３とが接続され、ＬＢ型無人搬送車１Ｂの受電制御リレー１２Ａの動作によりパワースイッチ１２が閉じ、バッテリーＢ２の充電前の電圧を検出した後に起動される。充電制御装置２０Ａは、急速充電によってバッテリーＢ２へ充電する。急速充電とは、普通充電時の充電電流よりも大きな充電電流をバッテリーＢ２に供給する定電流・定電圧方式の充電方法である。急速充電は、短時間の充電を必要とする搬送工程には望ましい。ただし充電制御装置２０は、定電流・定電圧方式の普通充電も可能である。定電流・定電圧方式の充電では、充電初期には定電流の充電電流を供給する定電流充電（ＣＣ充電）を実行する。充電の継続によってバッテリー電圧が満充電電圧（例えば、２５Ｖ）まで上昇した時点からは、電圧一定とする定電圧充電（ＣＶ充電）を所定時間が経過するまで実行する。
【００４１】
図１０は、充電時のバッテリー電圧の変化と供給する充電電流の変化を示すものである。ＣＣ充電によってバッテリー電圧は徐々に昇圧する。バッテリー電圧が充電上限電圧（例えば、２５Ｖ）まで上昇すると、その時点から充電電流を低下させつつ電圧一定とする定電圧充電（ＣＶ充電）を所定時間が経過するまで実行される。所定時間が経過すると、充電制御装置２０Ａは、直流電源２１Ａを停止させて充電を停止する。また、ＣＣ充電を実行して、無人搬送車１Ｂのバッテリー電圧が充電上限電圧まで上昇した時点で、充電完了として、充電を停止することもできる。このように、充電上限電圧までバッテリー電圧を上昇させた時点で、充電を終了させる場合には、その後に所定時間だけ実行される定電圧充電（ＣＶ充電）を省略することができ、充電時間を短縮することができる。
【００４２】
通信部２４は、ＬＢ型無人搬送車１Ｂの通信部１４との間で、バッテリーＢ２の充電量（電圧）、バッテリーＢの入出力の電流量（アンペアアワー、ＡＨ）、バッテリーＢの異状履歴、無人搬送車１の受電制御リレーのＯＮ／ＯＦＦ制御信号、その他の指令信号等を通信可能としている。
【００４３】
以下では、図１１の制御フローチャートに基づいて、ＬＢ型無人搬送車１Ｂに搭載したバッテリーＢ２への充電時の手順を説明する。図中の左側の列はＬＢ型無人搬送車１Ｂの動作フローを示し、右側の列は設備側のＬＢ型自動充電器３Ｂの動作フローを示している。そして、図中の中央で対峙している符号ＮＰ１，ＮＰ１は、夫々ＬＢ型無人搬送車１Ｂと設備側のＬＢ型自動充電器３Ｂとの光通信による通信部を示している。
【００４４】
ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、車載の充電制御器１１によりバッテリー電圧が低下して充電が必要と判定された場合には、走行ルートＲ上の充電ステーションＣＳのＬＢ用自動充電器３Ｂに向かうよう走行が制御されて、所定位置で停止する（Ｓ１）。
【００４５】
そして、ＬＢ型無人搬送車１ＢとＬＢ用自動充電器３Ｂとの通信部１４，２４同士が互いに安定して通信動作が可能か否かを判定する（Ｓ２，Ｓ２２）。そして、通信安定領域であると判定した場合には、ＬＢ用自動充電器３Ｂ側とＬＢ型無人搬送車１Ｂ側との間で、自動充電条件の確認動作を実行する（Ｓ３，Ｓ２３）。自動充電条件の確認は、ＬＢ用自動充電器３Ｂ側からＬＢ型無人搬送車１Ｂ側に向かって、バッテリーＢ２が正常か異常かの問い合せを実行し、ＬＢ型無人搬送車１Ｂ側から正常応答が返されることにより成立する。
【００４６】
次いで、ＬＢ用自動充電器３Ｂから給電コンタクター２３をＬＢ型無人搬送車１Ｂに向かって伸長させてＬＢ型無人搬送車１Ｂの受電コンタクター１３に接続させると共にＬＢ型無人搬送車１Ｂに対してコンタクトＯＮ指令を出力する（Ｓ２４）。ＬＢ型無人搬送車１Ｂは充電条件を確認して（Ｓ４）、受電制御リレー１２Ａを作動させてバッテリーＢ２と充電コンタクター１３とを接続する充電経路に設けたパワースイッチ１２を閉じる（Ｓ５）。コンタクター１３，２３同士が接続され、パワースイッチ１２が閉じられることにより、ＬＢ用自動充電装置３ＢはＬＢ型無人搬送車１Ｂのバッテリー電圧を確認する（Ｓ２５）。
【００４７】
次いで、ＬＢ用自動充電器３Ｂは直流電源２１Ａを起動して、ＬＢ型無人搬送車１Ｂに対して充電準備が完了したか問い合せる（Ｓ２６）。ＬＢ型無人搬送車１Ｂは充電準備が完了したかどうか確認し（Ｓ６）、充電準備完了であれば、正常応答信号をＬＢ用自動充電器３Ｂに対して出力する（Ｓ７）。ＬＢ用自動充電器３ＢはＬＢ型無人搬送車１Ｂ側からの正常応答信号に基づき、直流電源２１Ａからの直流電力を給電コンタクター２３、受電コンタクター１３、パワースイッチ１２を介してＬＢ型無人搬送車１ＢのバッテリーＢ２に供給して充電を開始する（Ｓ２７）。
【００４８】
ＬＢ用自動充電器３Ｂは充電タイマーを起動させ（Ｓ２８）、タイマーで設定した電圧及び時間が経過した段階で、直流電源２１Ａを停止させ、充電を停止させる（Ｓ２９）。一方、ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、バッテリー電圧により充電状態を監視し（Ｓ８）、充電が停止された段階で、充電完了を確認する（Ｓ９）。
【００４９】
次いで、ＬＢ用自動充電器３Ｂは、直流電源２１Ａを停止させ、ＬＢ型無人搬送車１Ｂに対してコンタクトＯＦＦ指令、及び、充電回路の切り離してよいか否かを問い合わせる（Ｓ３０）。ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、受電制御リレー１２Ａを作動させてバッテリーＢ２と充電コンタクター１３とを接続する充電経路に設けたパワースイッチ１２を開き（Ｓ１０）、ＬＢ型無人搬送車１Ｂの充電準備完了をＯＦＦして、ＬＢ用自動充電器３Ａに対して、正常応答（切り離しＯＫ）を出力する（Ｓ１１）。
【００５０】
ＬＢ用自動充電器３Ｂは、ＬＢ型無人搬送車１Ｂからの正常応答に基づき、給電コンタクター２３を収縮させてＬＢ型無人搬送車１Ｂ側の受電コンタクター１３との接続を解除し（Ｓ３１）、ＬＢ型無人搬送車１Ｂに対して離脱可の指令を出力する（Ｓ３２）。ＬＢ型無人搬送車１Ｂは、離脱可の指令に基づき、ＬＢ型無人搬送車１を充電ステーションＣＳから離脱させて走行させる（Ｓ１２）。そして、ＬＢ型無人搬送車１Ｂを走行ルートＲへ復帰走行させる。
【００５１】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（１）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００５２】
（３）充電ステーションＣＳは、無人搬送車１に対して通信部１４，２４を介して信号の送受信を可能に構成されている。そして、充電ステーションＣＳにおいて、車載の充電制御器１１は、充電ステーションＣＳからの指令に基づいて、車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチとしてのパワースイッチ１２を開閉制御する。このため、無人搬送車１Ｂの受電コンタクター１３及び受電制御スイッチを、充電ステーションＣＳと通信を実施するときにのみ有効にすることができ、受電制御スイッチを動作させる受電制御リレー１２Ａの電力消費を削減し、バッテリーＢ２を有効活用できる。また、受電コンタクター１３が活電となる時間を充電時にのみ制限できる、即ち、受電コンタクター１３が充電時以外は活電状態にならないため、端子の保護を最小化又は不要とできる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５４】
たとえば、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【００５５】
本願は、２０１２年８月２日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−１７１７１３に基づく優先権を主張し、これらの出願の全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月2日(2014.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションに設置された自動充電器で前記第１種の搭載バッテリーを充電する第１種の無人搬送車と、前記第１種の搭載バッテリーよりも満充電電圧が低い第２種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、前記自動充電器で前記第２種の搭載バッテリーを充電する第２種の無人搬送車とが混在する中で無人搬送車の充電を管理する充電管理システムにおいて、
前記第１種の無人搬送車は、充電時に前記第１種の搭載バッテリーの電圧を制御する制御器を搭載しておらず、前記第１種の搭載バッテリーは、前記自動充電器に設けられた第１の充電制御器によって電圧を制御されて充電され、
前記第２種の無人搬送車は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧を制御する第２の充電制御器を搭載し、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記第２種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低い所定圧よりも低くなった場合には、前記充電ステーションにおいて前記第２種の搭載バッテリーに対して前記自動充電器による充電を行い、充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチを遮断状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記所定圧よりも低くなった時点で、前記受電制御スイッチを遮断状態から導通状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の無人搬送車が前記充電ステーションに停止する前に、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記所定圧よりも低くなった時点で、前記受電制御スイッチを遮断状態から導通状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記充電ステーションは、無人搬送車に対して通信部を介して信号の送受信を可能に構成され、
前記充電ステーションにおいて、前記第２の充電制御器は充電ステーションからの指令に基づいて、車両の充電経路中に設けた前記受電制御スイッチを開閉する、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２種の搭載バッテリーは、リチウムイオンバッテリーである、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項７】
第１種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションに設置された自動充電器で前記第１種の搭載バッテリーを充電する第１種の無人搬送車と、前記第１種の搭載バッテリーよりも満充電電圧が低い第２種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、前記自動充電器で前記第２種の搭載バッテリーを充電する第２種の無人搬送車とが混在する中で無人搬送車の充電を管理する充電管理方法において、
前記第１種の無人搬送車は、充電時に前記第１種の搭載バッテリーの電圧を制御する制御器を搭載しておらず、前記第１種の搭載バッテリーは、前記自動充電器に設けられた第１の充電制御器によって電圧を制御されて充電され、
前記第２種の無人搬送車に対して前記第２種の搭載バッテリーを充電する場合に、
前記第２種の無人搬送車に搭載された第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧を制御し、前記第２種のバッテリーの電圧が前記第２種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低い所定圧よりも低くなった場合には、前記充電ステーションにおいて前記第２種の搭載バッテリーに対して前記自動充電器による充電を行い、
充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月29日(2015.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションに設置された自動充電器で前記第１種の搭載バッテリーを充電する第１種の無人搬送車と、前記第１種の搭載バッテリーよりも満充電電圧が低い第２種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、前記自動充電器で前記第２種の搭載バッテリーを充電する第２種の無人搬送車とが混在する中で無人搬送車の充電を管理する充電管理システムにおいて、
前記第１種の無人搬送車は、充電時に前記第１種の搭載バッテリーの電圧を制御する制御器を搭載しておらず、前記第１種の搭載バッテリーは、前記自動充電器に設けられた第１の充電制御器によって電圧を制御されて充電され、
前記第２種の無人搬送車は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧を制御する第２の充電制御器を搭載し、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記第２種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低い所定圧よりも低くなった場合には、前記充電ステーションにおいて前記第２種の搭載バッテリーに対して前記自動充電器による充電を行い、充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路中に設けた受電制御スイッチを遮断状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記所定圧よりも低くなった時点で、前記受電制御スイッチを遮断状態から導通状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２の充電制御器は、前記第２種の無人搬送車が前記充電ステーションに停止する前に、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記所定圧よりも低くなった時点で、前記受電制御スイッチを遮断状態から導通状態に切り替える、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記充電ステーションは、無人搬送車に対して通信部を介して信号の送受信を可能に構成され、
前記充電ステーションにおいて、前記第２の充電制御器は充電ステーションからの指令に基づいて、車両の充電経路中に設けた前記受電制御スイッチを開閉する、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の無人搬送車の充電管理システムにおいて、
前記第２種の搭載バッテリーは、リチウムイオンバッテリーである、
無人搬送車の充電管理システム。
【請求項７】
第１種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、充電ステーションに設置された自動充電器で前記第１種の搭載バッテリーを充電する第１種の無人搬送車と、前記第１種の搭載バッテリーよりも満充電電圧が低い第２種の搭載バッテリーを駆動源として無人で走行し、前記自動充電器で前記第２種の搭載バッテリーを充電する第２種の無人搬送車とが混在する中で無人搬送車の充電を管理する充電管理方法において、
前記第１種の無人搬送車は、充電時に前記第１種の搭載バッテリーの電圧を制御する制御器を搭載しておらず、前記第１種の搭載バッテリーは、前記自動充電器に設けられた第１の充電制御器によって電圧を制御されて充電され、
前記第２種の無人搬送車に対して前記第２種の搭載バッテリーを充電する場合に、
前記第２種の無人搬送車に搭載された第２の充電制御器は、前記第２種の搭載バッテリーの電圧を制御し、前記第２種の搭載バッテリーの電圧が前記第２種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低い所定圧よりも低くなった場合には、前記充電ステーションにおいて前記第２種の搭載バッテリーに対して前記自動充電器による充電を行い、
充電中に前記第２種の搭載バッテリーの電圧が、前記第１種の搭載バッテリーの満充電電圧よりも低く、かつ前記所定圧よりも高い電圧に到達した時点で車両の充電経路を遮断状態にする、
無人搬送車の充電管理方法。
【国際調査報告】
2014021363.tif 000014
2014021363.tif 000015