(57)【要約】【課題】無人搬送車に搭載した電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常を適切に検出することができる無人搬送車の搬送システムの異常検出装置を提供する。【解決手段】走行モータ、および、走行モータの駆動用のバッテリを搭載した無人搬送車３０が、予め定められた走行路４０，４１を走行する。管制塔８０は、無人搬送車３０を一定の条件下で一定の走行路（Ａ１，Ａ２）を走行させたときのバッテリの電流波形に基づいてバッテリを含めた走行モータによる駆動系の異常の有無を検出する。【選択図】図１
2016033816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行モータ、および、前記走行モータの駆動用の電気エネルギ源を搭載した無人搬送車を、予め定められた走行路を走行させる無人搬送車の搬送システムにおいて、
無人搬送車を一定の条件下で一定の走行路を走行させたときの電気エネルギ源の電流波形に基づいて電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常の有無を検出するようにしたことを特徴とする無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【請求項２】
前記電気エネルギ源はバッテリであることを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【請求項３】
電気エネルギ源の電流が閾値より大きいと異常と判定することを特徴とする請求項１または２に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【請求項４】
時系列での電気エネルギ源の電流のピークが閾値以上ずれると異常と判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【請求項５】
同一条件で走行させた自車でのデータと比較することにより異常の有無を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【請求項６】
同一条件で走行させた他車と自車との比較により異常の有無を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人搬送車の搬送システムの異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無人搬送車の搬送システムにおける無人搬送車では、主要部品のエンジン、ギア、タイヤは動力を路面に伝える構成部品であり、非常に重要な要素である。そのため、無人搬送車を安全にかつ効率的に走行させるため、システム部品の定期的なメンテナンスが行われている。しかし、無人搬送車に異常が発生した場合には、それを速やかに察知し、対処する事が求められる。異常判定する技術として例えば特許文献１に開示の電気自動車のナビゲーション装置においてはモータの空転を判断して異常の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１３５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、無人搬送車を予め定められた走行路を走行させる無人搬送車の搬送システムにおいても、バッテリ等の電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常の有無を検出したいという要求がある。
【０００５】
本発明の目的は、無人搬送車に搭載した電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常を適切に検出することができる無人搬送車の搬送システムの異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、走行モータ、および、前記走行モータの駆動用の電気エネルギ源を搭載した無人搬送車を、予め定められた走行路を走行させる無人搬送車の搬送システムにおいて、無人搬送車を一定の条件下で一定の走行路を走行させたときの電気エネルギ源の電流波形に基づいて電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常の有無を検出するようにしたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、無人搬送車を一定の条件下で一定の走行路を走行させたときの電気エネルギ源の電流波形に基づいて電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常が検出される。よって、無人搬送車に搭載した電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常を適切に検出することができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置において、前記電気エネルギ源はバッテリであるとよい。
請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置において、電気エネルギ源の電流が閾値より大きいと異常と判定するとよい。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、電気エネルギ源の電流が閾値より大きいと異常と判定することができる。
請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置において、時系列での電気エネルギ源の電流のピークが閾値以上ずれると異常と判定するとよい。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、時系列での電気エネルギ源の電流のピークが閾値以上ずれると異常と判定することができる。
請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置において、同一条件で走行させた自車でのデータと比較することにより異常の有無を検出するとよい。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、同一条件で走行させた自車でのデータと比較することにより異常の有無を検出することができる。
請求項６に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人搬送車の搬送システムの異常検出装置において、同一条件で走行させた他車と自車との比較により異常の有無を検出するとよい。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、同一条件で走行させた他車と自車との比較により異常の有無を検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無人搬送車に搭載した電気エネルギ源を含めた走行モータによる駆動系の異常を適切に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の無人搬送車の搬送システムが用いられるコンテナターミナルの概略平面図。
【図２】無人搬送車およびその周辺機器の構成を示す図。
【図３】作用を説明するためのフローチャート。
【図４】測定区間でのバッテリ電流データの推移を示すタイムチャート。
【図５】測定区間でのバッテリ電流データの推移を示すタイムチャート。
【図６】別例の無人搬送車およびその周辺機器の構成を示す図。
【図７】別例の無人搬送車およびその周辺機器の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態では、無人搬送車の搬送システムは港湾のコンテナターミナルにおける無人搬送車の運行管理を行う場合に適用している。
【００１６】
図１は、港湾におけるコンテナターミナルの概略平面を示しており、コンテナターミナルにおいて、無人搬送車３０が周回コース（図１中、白抜き矢印で示す反時計回りの周回コース）を走行する。無人搬送車３０は、駆動に関しハイブリッドシステムを有している。コンテナ船Ｓ１からコンテナ７０がガントリークレーン５０で積み降ろされる。ガントリークレーン５０で積み降ろされたコンテナ７０が無人搬送車３０に搭載される。
【００１７】
コンテナターミナルには無人搬送車の走行路４０，４１が設定されている。走行路４０，４１を無人搬送車３０がコンテナ７０を積んで走行する。無人搬送車３０は目的地となるラバータイヤクレーン６０まで走行路４０を通って走行する。ラバータイヤクレーン６０で無人搬送車３０からコンテナ７０が降ろされる。コンテナ７０が降ろされて空車となった無人搬送車３０は走行路４１を通って走行してガントリークレーン５０に戻る。無人搬送車３０を走行させる際においては、直線はスピードを出すが、カーブは中程度の速度で通過する。
【００１８】
次に、図２を用いて無人搬送車３０の構成について説明する。
無人搬送車の車体３１は４つのタイヤ（車輪）３２を有している。車体３１には走行用のエンジンＥｎに加えて、走行モータ３３、減速機（ギア）３４、インバータ３６、電気エネルギ源としてのバッテリ（蓄電装置）３５、車載コンピュータ（ＥＣＵ）３７、バッテリ電流検出部（バッテリＥＣＵ）３８、無線通信機器３９等が搭載されている。そして、エンジンＥｎと走行モータ３３などによりハイブリッドシステムを構成している。エンジンは、ディーゼルエンジンでもガソリンエンジンでもよい。バッテリ３５の電力はインバータ３６を介して走行モータ３３に供給され、この電力供給に伴う走行モータ３３の駆動により減速機３４を介して２つのタイヤ（車輪）３２ａが回転駆動される。また、無人搬送車３０の減速時には、走行モータ３３及びインバータ３６から回生による電力が発生し、発生した電力はバッテリ３５に充電される。バッテリ３５として、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池等を挙げることができる。このように、無人搬送車３０は、走行モータ３３、および、走行モータ３３の駆動用のバッテリ３５が搭載されている。
【００１９】
バッテリ電流検出部３８はバッテリ３５の充放電電流（バッテリ電流）を検出する。バッテリ電流検出部３８によるバッテリ電流の検出結果は車載コンピュータ３７および無線通信機器３９に送られる。車載コンピュータ３７はインバータ３６等を制御する。無線通信機器３９はバッテリ電流検出部３８によるバッテリ電流の検出結果等を無線にて外部の管制塔８０（図１参照）に送信する。
【００２０】
図１に示すように、無人搬送車の搬送システム１０の構成として、管制塔８０を備えている。管制塔８０はデータサーバを有する。そして、管制塔８０は、データサーバから、無人搬送車３０を予め定められた走行路４０，４１を走行させるときの積載重量の情報（次の無人搬送車の走行の際の荷重情報）を取得する。
【００２１】
管制塔８０は無人搬送車３０の無線通信機器３９と無線通信を行う。また、管制塔８０から無人搬送車３０の無線通信機器３９を介して車載コンピュータ３７に走行指令が送られる。この走行指令にしたがって無人搬送車３０の車載コンピュータ３７は無人搬送車３０を予め定められた走行路４０，４１を速度、加速度等を制御しつつ走行させる。
【００２２】
また、管制塔８０は、無人搬送車３０との間の無線通信により、バッテリ電流検出部３８によるバッテリ電流の検出結果を取り込むことができる。
また、管制塔８０は、ガントリークレーン５０に指令を送り所望の動作（荷役作業）を行わせる。管制塔８０は、ラバータイヤクレーン６０にも指令を送り所望の動作（荷役作業）を行わせる。
【００２３】
図１の一定区間（Ａ１，Ａ２）でのバッテリ電流を測定する際に測定開始地点Ｐｓ１，Ｐｓ２と測定終了地点Ｐｅ１，Ｐｅ２を検知するために走行路付近には位置送信機８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄが埋設されている。地面埋込方式の位置送信機８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄは、図２に示すように、無人搬送車３０に搭載した受信機８６に位置信号を送信する。この信号に基づいて車載コンピュータ３７は、無人搬送車３０の位置を検出して測定区間Ａ１，Ａ２の測定開始地点Ｐｓ１，Ｐｓ２と測定終了地点Ｐｅ１，Ｐｅ２を検知する。また、車載コンピュータ３７は、検出位置を無線通信機器３９を介して管制塔８０に送る。
【００２４】
図１に示すように、走行路４１の途中、詳しくは、測定終了地点Ｐｅ２よりも下流側からピットガレージ用走行路４２が分岐しており、ピットガレージ用走行路４２を通って無人搬送車３０をピットガレージ９０に移送することができる。ピットガレージ９０において無人搬送車３０の異常箇所の調査や修理等が行われる。
【００２５】
次に、無人搬送車の搬送システムの異常検出装置の作用について説明する。
図１において走行路４０の一部に第１の測定区間Ａ１が設けられている。第１の測定区間Ａ１において測定開始地点Ｐｓ１および測定終了地点Ｐｅ１を有する。測定開始地点Ｐｓ１に位置送信機８５ａが設置されているとともに測定終了地点Ｐｅ１に位置送信機８５ｂが設置されている。第１の測定区間Ａ１での測定開始地点Ｐｓ１から測定終了地点Ｐｅ１までの一定の走行路を一定の走行条件（一定負荷、同一の天候、同一の風速）下で無人搬送車３０を一定速度で走行しているときにバッテリ電流データが管制塔８０に送られ、このデータに基づいてバッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系の異常の有無が検出される。
【００２６】
また、図１における走行路４１の一部に第２の測定区間Ａ２が設けられている。第２の測定区間Ａ２において測定開始地点Ｐｓ２および測定終了地点Ｐｅ２を有する。測定開始地点Ｐｓ２に位置送信機８５ｃが設置されているとともに測定終了地点Ｐｅ２に位置送信機８５ｄが設置されている。第２の測定区間Ａ２での測定開始地点Ｐｓ２から測定終了地点Ｐｅ２までの一定の走行路を一定の走行条件（一定負荷、同一の天候、同一の風速）下で無人搬送車３０を一定速度で走行しているときにバッテリ電流データが管制塔８０に送られ、このデータに基づいてバッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系の異常の有無が検出される。
【００２７】
２つの測定区間Ａ１，Ａ２を設定したのは、積み込み・積み降ろしで測定区間を異ならせたものであり、負荷条件を変えて測定するため積み降ろし前においては第１の測定区間Ａ１が設定されているとともに積み降ろし後においては第２の測定区間Ａ２が設定されている。
【００２８】
なお、異常検出のために測定区間Ａ１，Ａ２において無人搬送車３０を走行させる際にはエンジンＥｎの走行のための出力は一定、若しくは、停止させるものとする。
同一仕様（スペック）を持つバッテリを有する複数の無人搬送車（ハイブリッド車）において、各種の外乱となる条件（荷重、風速、天候）が一致した際、車速を一定値にした際のバッテリ電流（充放電電流）を測定する。そして、過去の統計データ、又は他車データから著しく乖離した場合、システム（モータ、インバータ、バッテリ、変速機、タイヤ等）の異常と判断する。他車データとは、１台または２台先に走行している無人搬送車についてのデータである。
【００２９】
つまり、同一条件で走行させた自車でのデータと比較することにより異常の有無を検出する、または、同一条件で走行させた他車と自車との比較により異常の有無を検出する。
この仕組みは既存部品であるバッテリ電流検出部（バッテリＥＣＵ）３８からのバッテリ電流データ（充放電電流データ）のみしか使用しないため、新たにセンサ等を追加する必要がなく、コスト面でメリットがある。また、本実施形態の無人搬送車の搬送システムでは複数の車両が一定の時間帯において同一の走行条件で走行しているので、異常判定対象の自車と異常判定対象でない他車とを比較する上で好ましく、初期で異常を発見しやすい。つまり、他車との比較であるため、環境（風速、天候）が日々変わる状況下でも、相対比較により異常の有無を検出できる。即ち、日々データを測定できるため、異常を初期に発見でき、結果として部品を長期間使用することができる。
【００３０】
次に、システム異常検出ロジックについて説明する。図３においてステップ１００〜１０２が測定条件の判定処理であり、ステップ１０３〜１０６が測定処理であり、ステップ１０７，１０８が判定・対策処理である。
【００３１】
図３において、ステップ１００，１０１，１０２で管制塔８０が条件を収集して、荷物の情報等の負荷条件が一致するか否か（例えば負荷＝０ｋｇ、空荷）、天候条件が一致するか否か（例えば晴）、風速条件が一致するか否か（例えば１ｍ／ｓ以下）をチェックする。天候により路面状態を把握することができる。
【００３２】
ステップ１００，１０１，１０２において条件一致の際、ステップ１０３で管制塔８０から車載コンピュータ３７へ測定指令を出す。
管制塔８０は車載コンピュータ３７を介してステップ１０４で第１の測定区間Ａ１の測定開始地点Ｐｓ１または第２の測定区間Ａ２の測定開始地点Ｐｓ２にて、無人搬送車を一定車速にする。
【００３３】
ステップ１０５で第１の測定区間Ａ１の測定終了地点Ｐｅ１または第２の測定区間Ａ２の測定終了地点Ｐｅ２まで、無人搬送車３０はバッテリ電流データ（バッテリ充放充放電データ）を管制塔８０へ送り続ける。
【００３４】
管制塔８０は車載コンピュータ３７を介してステップ１０６で第１の測定区間Ａ１の測定終了地点Ｐｅ１または第２の測定区間Ａ２の測定終了地点Ｐｅ２にて、無人搬送車３０を規定車速に戻す。
【００３５】
管制塔８０がステップ１０７で上記のバッテリ電流データを用いて、他車、自車の過去のデータと比較し、大きく乖離していないか判断する。
ステップ１０８で乖離が大きい場合は管制塔８０がシステム（バッテリ、モータ、インバータ、変速機、タイヤ）の異常があると判断し、調査や修理のため、該当無人搬送車をピットガレージ９０へ誘導する。
【００３６】
図４，５を用いて測定データの一例を示す。なお、図４，５においては走行条件（負荷、天候、風速）が同一である。
図４においては時系列でのバッテリ電流のピークが閾値以上ずれると異常と判定する場合を示しており、バッテリ電流として正常時に比べタイヤパンクの発生時にはタイヤ径が小さくなるのでタイヤパンク発生等の異常時には波形がずれている。この遅れの大きさを検出して遅れ量が閾値よりも大きいと異常と判定する。即ち、同じ距離を進むのに所要時間が違うとき、タイヤパンクの可能性があると判定する。
【００３７】
図５においてはバッテリ電流が閾値より大きいと異常と判定する場合を示しており、バッテリ電流として正常時に比べ走行の際の負荷が大きくなり、システム効率低下等の異常時にはバッテリ電流が大きくなる。この電流の大きさを検出して電流量が閾値よりも大きいと異常と判定する。即ち、同じ距離を進むのに負荷が違うとき、システム効率の低下（例えば、タイヤの異常摩耗により転がり抵抗の低下、モータ異常発熱等）の可能性があると判定する。
【００３８】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）無人搬送車の搬送システムの異常検出装置の構成として、管制塔８０は、無人搬送車３０を一定の条件下で一定の走行路（Ａ１，Ａ２）を走行させたときのバッテリ３５の電流波形に基づいてバッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系の異常の有無を検出する。これにより、無人搬送車３０に搭載したバッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系の異常を初期の段階で適切に検出することができる。
【００３９】
また、システムの上流機器であるバッテリの電流データでの異常検出のため、システムの異常を１つのデータで検出できる。さらに、異常判定すべくバッテリ電流をモニタしているだけであり、異常を検出するための機器としてセンサ（例えば車軸回転センサ等）を用いていないので部品の削減が可能となり、そのため、初期コストが低減できる。また、タイヤパンクのみならず他の異常（例えば駆動系の異常）も検出することができる。
【００４０】
（２）電気エネルギ源としてバッテリ３５を使用した構成において、バッテリの電流波形にて異常の有無を検出している。バッテリの電流データは走行等の制御において取得されるものであり、そのデータを使用すれば良いため実用的である。
【００４１】
（３）管制塔８０によりバッテリ電流が閾値より大きいと異常と判定することができる。この異常の判定により、無人搬送車３０のシステム効率の低下による異常を検出することができる。また、ピットガレージ９０にてその異常に対する迅速な調査や修理を無人搬送車３０にすることができる。
【００４２】
（４）管制塔８０により時系列でのバッテリ電流のピークが閾値以上ずれると異常と判定することができる。この異常の判定から無人搬送車３０のタイヤパンクによる異常を検出することができる。また、ピットガレージ９０にてその異常に対する迅速な調査や修理を無人搬送車３０にすることができる。
【００４３】
（５）管制塔８０により同一条件で走行させた自車でのデータと比較することにより異常の有無を検出することができる。例えば、新品の自車に対し経年の使用によりバッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系が劣化する過程において、バッテリ３５を含めた走行モータ３３による駆動系の異常を検出することができる。
【００４４】
（６）管制塔８０により同一条件で走行させた他車と自車との比較により異常の有無を検出することができる。このとき、複数車両との相対比較による異常検出方式のため、風、温度、路面状況等の外部環境の変化に関わらず、異常の有無を検出できる。また、複数車両との相対比較による異常検出方式のため、小さな異常でも検出が可能である。
【００４５】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・インバータの情報、モータの情報等をセンサ等により取得して異常を検出した後においてピットガレージ９０に入った際に作業者に異常の部位を知らせるようにすることも可能である。
【００４６】
具体的には、図６に示すように、インバータ３６からの情報も用いることとし、インバータ３６からもモータ電流、電圧を送信し、この情報を用いて異常となっている部位を特定することが可能となる。例えば、インバータ３６の情報によりインバータ３６の異常を確認することができる。
【００４７】
このようにして、他車、過去のデータと比較する。その結果、前述の形態より異常ポイントを発見しやすくなる。よって、システムの上流機器であるバッテリ・モータのデータでの異常検出のため、システムの異常を２つのデータで検出できる。
【００４８】
・図７に示すように、位置送信機を用いずにＧＰＳのデータから位置情報を計算するようにしてもよい。よって、位置送信機のコストを削減できる。
・無人搬送車におけるハイブリッドの方式は、パラレル方式でもシリーズ方式でもシリーズパラレル方式でもよい。
【００４９】
・無人搬送車はハイブリッド方式の車両であったが、モータのみで走行する車両であってもよい。
・電気エネルギ源としてバッテリ３５を用いたがこれに限るものではない。例えば、電気エネルギ源として、エンジンと、当該エンジンによって駆動される発電機を有するものを用いてもよい。この場合のエンジンはガソリンエンジンやディーゼルエンジ等である。その例として、ディーゼルエレクトリックを挙げることができる。ディーゼルエレクトリックは、ディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンによって駆動される発電機を有し、発電しながら走行モータを駆動するものである。この場合、発電機の電流波形に基づいて、異常の有無を検出する。他にも、電気エネルギ源として燃料電池ユニットを用いてもよい。燃料電池ユニットは、燃料電池と、水素を貯蔵するとともに燃料電池に対して水素を供給する水素タンクと、燃料電池に対して空気を供給するコンプレッサ等を備えている。この場合には、燃料電池によって発電された電力による電流波形に基づいて異常の有無を検出する。
【符号の説明】
【００５０】
３０…無人搬送車、３３…走行モータ、３５…バッテリ、４０…走行路、４１…走行路、８０…管制塔。
【図１】
2016033816.tif 000003
【図２】
2016033816.tif 000004
【図３】
2016033816.tif 000005
【図４】
2016033816.tif 000006
【図５】
2016033816.tif 000007
【図６】
2016033816.tif 000008
【図７】
2016033816.tif 000009