JP3853182B2 - 無人搬送車のバッテリ交換時期管理システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無人搬送車ごとに搭載されている各々のバッテリの交換時期を管理するためのバッテリ交換時期管理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動倉庫などにおいては、路面上に誘導線路を予め敷設しておき、この誘導線路に沿って無人搬送車を走行させることが行われている。なお、ここでの無人搬送車は、無人フォークリフトや無人牽引車などを含み、荷物を搬送する車両全般を意味する概念である。
【0003】
このような無人搬送車は、通常、バッテリを駆動源としているため、バッテリの放電によって残存容量が極度に少なくなると、走行不能になるなどの不都合を生じるため、常に、バッテリの残存容量を把握しながら稼働させることが必要である。
【0004】
バッテリの電力消費量は、バッテリの放電電流Aと、その放電電流Aの下での放電時間Hとの積A・Hとして表される。したがって、バッテリが完全充電されてから現在までに使用された電力消費量Ccは、
Cc=Σ(A・H) (1)
となる。よって、完全充電時の充電容量をCfとすると、現在の残存容量Crは、
Cr=Cf−Ccとなる。 (2)
【0005】
従来技術では、無人搬送車自体が自己のバッテリの交換時期を管理するようにしている。すなわち、各無人搬送車は、自己のバッテリの交換時期をチェックするために、上記の(2)式に基づいて残存容量Crを求め、残存容量Crが予め指定した基準値以下にまで低下しているときには、充電要求を管理センタに送信する。
【0006】
管理センタは、無人搬送車からの充電要求に応じて、その充電要求のあった無人搬送車に対して充電場所への回送を指示するので、無人搬送車は、この指示に従って所定の充電場所まで運転される。そして、所定の充電場所に無人搬送車が到着すると、ここでバッテリ交換が行われるとともに、残存容量の少なくなったバッテリが充電される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のように、個々の無人搬送車に自己のバッテリの交換時期の判断を任せるようなシステムにおいては、無人搬送車から管理センタへのバッテリ交換要求時期が稼働時間内の一時期に集中し易い傾向になる。
【0008】
たとえば、夜間の間に各々の無人搬送車に搭載されているバッテリを完全充電しておき、翌朝、このバッテリを使用して搬送作業を開始した場合、無人搬送車はできる限り稼働効率が高くなるように設定されていることもあって、各バッテリの電力消費量Ccは各無人搬送車ごとに同程度となる。したがって、無人搬送車からバッテリ交換要求が出される時期が一定時間内に集中してしまう。
【0009】
そして、無人搬送車から出されるバッテリ交換要求が稼働時間内の一時期に集中すると、そのバッテリの交換期間中は各無人搬送車が稼働できないため、荷物の搬送作業が全般に停滞する。また、通常、バッテリの充電初期の電流は、充電末期の電流に比較して大きいため、残存容量の少なくなった多数のバッテリを同時期に充電するようになると、充電初期のピーク時には特に大きな電流供給が必要になる。このような大きな電流供給の需要を満たすには、それに応じた供給能力をもつ電源設備を予め設けておく必要があり、余分な設備投資が必要となる。
【0010】
なお、1日の稼働時間(たとえば15〜20時間)の途中で充電をする必要がない程度の大きな充電容量をもつバッテリを使用すれば、稼働時間内にバッテリ交換要求が集中することはなく、稼働時間外の夜間等において充電することが可能となるが、このような大きな充電容量をもつためには、大型かつ大重量のバッテリが必要となり、実用に適さない。
【0011】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、過剰な充電容量をもつバッテリを搭載したり過大な電源設備を設ける必要がなく、また、荷物の搬送作業にほとんど支障をきたすことがなく、バッテリを効率良く交換しながら無人搬送車を稼働することができるバッテリ交換時期管理システムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明に係るバッテリ交換時期管理システムは、複数の無人搬送車ごとに搭載されている各々のバッテリの交換時期を管理するためのシステムであって、前記無人搬送車を管理制御する管理センタを有し、この管理センタは、無人搬送車の稼働開始時刻から各無人搬送車ごとに順次所定時間だけずらせたタイミングで最初のバッテリ交換時期を指定するとともに、この最初のバッテリ交換時期の指定以降は、各バッテリの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間よりも短かく指定され、かつ全バッテリ一律のバッテリ交換周期が経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期として指定するバッテリ交換時期指定手段と、このバッテリ交換時期指定手段のバッテリ交換時期の指定に応じてこれに対応する無人搬送車に対してバッテリ交換を指令するバッテリ交換指令手段とを備え、前記無人搬送車は、前記バッテリ交換指令手段のバッテリ交換指令に応じてバッテリ交換場所に回送するように構成されていることを特徴としている。
【0013】
これにより、複数の無人搬送車に搭載されているバッテリの交換時期が一時期に集中しないように分散されるため、無人搬送車の稼働効率を低下させることなく、各無人搬送車のバッテリを効率良く交換することが可能になる。また、従来のように、バッテリ交換時期が集中しても対応できるような過大な電源設備を設ける必要もなくなる。
【0014】
また、バッテリ交換周期がバッテリの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間よりも短く指定されているため、バッテリの残存容量が極度に少なくなる事態が避けられる。このため、無人搬送車に過剰な充電容量をもつバッテリを搭載する必要がなくなり、無駄な経費を削減できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態に係るバッテリ交換時期管理システムの全体を示す構成図、図2は同システムにおける各無人搬送車に対するバッテリ交換時期の管理制御動作の説明図である。
【0016】
この実施の形態のバッテリ交換時期管理システム1は、複数の無人搬送車2a〜2gの運行を管理制御するとともに、各無人搬送車2a〜2gごとに搭載されている各々のバッテリ3a〜3gの交換時期を管理する管理センタ4を有する。
【0017】
すなわち、この管理センタ4は、無人搬送車2a〜2gの運行を管理制御する運行管理装置6と、各々のバッテリ3a〜3gの交換時期を各無人搬送車2a〜2gごとに互いにずらせて指定するバッテリ交換時期指定手段7と、このバッテリ交換時期指定手段7によるバッテリ交換時期の指定に応じてこれに対応する無人搬送車2a〜2gに対してバッテリ交換を指令するバッテリ交換指令手段8とを備えている。
【0018】
上記のバッテリ交換時期指定手段7は、図2に示すように、各無人搬送車2a〜2gの稼働開始時刻tsから各無人搬送車2a〜2gごとに順次所定時間Tb〜Tgだけずらせたタイミングで最初のバッテリ交換時期を指定するとともに、この最初のバッテリ交換時期の指定以降は、各バッテリ3a〜3gの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間よりも短かく指定されたバッテリ交換周期Toが経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期であると指定するように構成されている。なお、稼働開始時刻tsから各無人搬送車2a〜2gごとに順次ずらせた所定時間Tb〜Tgを、以下、ずらし時間と称することとする。
【0019】
また、この実施の形態では、各無人搬送車2a〜2gごとの各ずらし時間Tb〜Tgは、各無人搬送車2a〜2gごとに一定時間ΔTずつ増加するように、つまり、Tb=Tc−Tb=Td−Tc=…=Tg−Tf=ΔTとなるように指定されている。
【0020】
具体例として、各バッテリ3a〜3gの定格容量分が放電されるまでに要する時間Tdcを8時間とすれば、バッテリ交換周期Toはその時間Tdcよりも短い6時間に設定される。また、各ずらし時間Tb〜Tgごとの時間差ΔTは1時間にそれぞれ設定される。さらに、このような条件下においては、充電に必要な予備のバッテリのストック数を極力少なくするために、上記のバッテリ交換周期To内の無人搬送車の稼働による放電量6/8=75%に対して、充放電損失係数1.2を乗じた75%×1.2=90%の充電が7時間以内にできるように設定される。
【0021】
一方、無人搬送車2a〜2gは、管理センタ4の運行管理装置6からの指令に基づいて図示しない誘導線路に沿って走行するもので、特に、この実施の形態では、無人搬送車2a〜2g自体が自己のバッテリ3a〜3gの交換時期を管理することはせずに、バッテリ交換指令手段8からのバッテリ交換の指令を受けた運行管理装置6からの制御によってバッテリ交換場所に単に回送されるようになっている。なお、10は管理センタ4と各無人搬送車2a〜2gとの間で無線通信を行うための地上無線局、11はバッテリ交換場所に設けられたバッテリ自動交換機である。
【0022】
次に、上記構成を有するバッテリ交換時期管理システムにおいて、各無人搬送車2a〜2gのバッテリの交換時期の管理制御動作について、図2を参照して説明する。
【0023】
図2において、Twは各無人搬送車2a〜2gの一日の稼働時間、tsは稼働開始時刻、teは稼働終了時刻である。一日の稼働時間Twは、たとえば16時間に設定される。なお、ここでは説明の都合上、無人搬送車2a〜2gの台数は7台とし、各々の無人搬送車2a〜2gは、一日の稼働時間Tw内において、バッテリ交換作業を行うとき以外は、搬送作業を継続して行っている。
【0024】
バッテリ交換時期指定手段7は、各無人搬送車2a〜2gの稼働開始時刻tsから無人搬送車2a〜2gごとに順次所定時間Tb〜Tgだけずらせたタイミングで最初のバッテリ交換時期を指定するとともに、この最初のバッテリ交換時期の指定以降は、バッテリ交換周期To(この例では6時間)が経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期であると指定する。したがって、図2中、黒丸で示す箇所がバッテリ交換時期として指定される時刻になっている。
【0025】
たとえば、第1番目の無人搬送車2aに搭載されているバッテリ3aについては、稼働開始時刻tsの直後をバッテリ交換時期であると指定し、また、第2番目の無人搬送車2bに搭載されているバッテリ3bについては、稼働開始時刻tsからずらし時間Tbが経過した時点、およびそれ以降はバッテリ交換周期Toが経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期であると指定する。さらに、第7番目の無人搬送車2gについては、稼働開始時刻tsからのずらし時間Tgが経過した時点、およびそれ以降はバッテリ交換周期Toが経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期であると指定する。図2から分かるように、バッテリ交換時期指定手段7により指定される各バッテリ3a〜3gの交換時期は、一時期に集中しないように分散されている。
【0026】
バッテリ交換指令手段8は、バッテリ交換時期指定手段7からバッテリ交換時期が指定されるたびに、これに応じてバッテリ交換の指令を運行管理装置6に出力する。このバッテリ交換の指令を受けた運行管理装置6は、地上無線局10を通じてバッテリ交換が必要となった無人搬送車に対して、バッテリ交換場所に回送されるように運行制御を行う。これにより、バッテリ交換場所に到達した無人搬送車は、バッテリ自動交換機11により完全充電されたバッテリと交換され、交換完了後は、直ちに搬送作業に復帰する。
【0027】
なお、1日の稼働時間Tw内において、バッテリ交換周期Toの1周期分が経過しない間に稼働終了時刻teになったバッテリについては、当日に充電することなくそのままの状態で翌日に回され、図2に示したのと同じパターンに従って充電が行われる。
【0028】
このように、この実施の形態では、複数の無人搬送車2a〜2gに搭載されている各バッテリ3a〜3gの交換時期が一時期に集中しないように分散されるため、荷物の搬送作業にほとんど支障をきたすことがない。しかも、バッテリ交換周期Toは各バッテリ3a〜3gの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間Tdcよりも短く指定されているので(To<Tdc)、バッテリ3a〜3gの残存容量が極度に少なくなる事態が避けられる。このため、過剰な充電容量をもつバッテリを搭載する必要がない。さらに、バッテリ3a〜3gの交換時期が一時期に集中しないために、充電用の過大な電源設備を設ける必要もなくなる。したがって、各無人搬送車2a〜2gのバッテリ3a〜3gを効率良く交換しながら高い稼働率でもって運行させることが可能になる。
【0029】
上記の実施の形態では、各無人搬送車2a〜2gのバッテリ交換周期は一律にToとし、また、各無人搬送車2a〜2gごとのずらし時間Tb〜Tgは、各無人搬送車2a〜2gごとに一定の時間ΔTずつ増加するようにしているが、各無人搬送車2a〜2gごとにバッテリ3a〜3gの充電容量が異なる場合には、それぞれの充電容量に応じてずらし時間Tb〜Tgの長さを異ならせて指定することも可能である。さらに、この実施の形態では、無人搬送車2a〜2gの台数は7台としているが、本発明は、このような台数に限定されるものではない。
【0030】
【発明の効果】
本発明の無人搬送車におけるバッテリ交換時期管理システムは、複数の無人搬送車に搭載されているバッテリの交換時期が一時期に集中しないように分散されるため、各無人搬送車のバッテリを効率良く交換しながら無人搬送車を高い稼働率でもって運行させることが可能になる。しかも、従来のように、バッテリ交換時期が集中しても対応できるような過大な充電用の電源設備を設ける必要もなくなり、無駄な経費を削減することができる。
【0031】
また、バッテリ交換周期がバッテリの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間よりも短く指定されているため、バッテリの残存容量が極度に少なくなる事態が避けられる。このため、無人搬送車に過剰な充電容量をもつバッテリを搭載する必要がなくなり、さらに無駄な経費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る無人搬送車のバッテリ交換時期管理システムの全体を示す構成図である。
【図2】図1のバッテリ交換時期管理システムにおける各無人搬送車に対するバッテリ交換時期の管理制御動作の説明図である。
【符号の説明】
1 バッテリ交換時期管理システム
2a〜2g 無人搬送車
3a〜3g バッテリ
4 管理センタ
6 運行管理装置
7 バッテリ交換時期指定手段
8 バッテリ交換指令手段
Tw 1日の稼働時間
To バッテリ交換周期
ts 稼働開始時刻
te 稼働終了時刻
Claims (1)
- 複数の無人搬送車ごとに搭載されている各々のバッテリの交換時期を管理するためのシステムであって、
前記無人搬送車を管理制御する管理センタを有し、この管理センタは、無人搬送車の稼働開始時刻から各無人搬送車ごとに順次所定時間だけずらせたタイミングで最初のバッテリ交換時期を指定するとともに、この最初のバッテリ交換時期の指定以降は、各バッテリの定格容量分が放電されるまでに要する放電時間よりも短かく指定され、かつ全バッテリ一律のバッテリ交換周期が経過するたびにその経過時点をバッテリ交換時期として指定するバッテリ交換時期指定手段と、このバッテリ交換時期指定手段のバッテリ交換時期の指定に応じてこれに対応する無人搬送車に対してバッテリ交換を指令するバッテリ交換指令手段とを備え、前記無人搬送車は、前記バッテリ交換指令手段のバッテリ交換指令に応じてバッテリ交換場所に回送するように構成されていることを特徴とする無人搬送車のバッテリ交換時期管理システム。
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