JP5958427B2 - 無人搬送車の駆動システム - Google Patents
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Description
また、事前にエンジンの回転数を上昇させる構成を採用することにより、蓄電装置のSOCや電流値の変動を抑制しつつ、第1発電電動機にて受入可能な電力値を制御することができ、それを通じて蓄電装置に供給される回生電力値を制御することができる。
以下、無人搬送車の駆動システムを港湾のコンテナターミナルに適用した一実施形態について説明する。
その後、ステップS104では、回転数センサ39により現在のエンジン31の回転数
を把握することを通じて、現在の第1発電電動機32の回転数Rg0を把握する。その後、ステップS105では、車載コンピュータ21の所定の記憶領域に記憶されたN−P特性マップ21a(図6参照)を参照して、現在の第1発電電動機32及びエンジン31が受入可能な電力値である回生受入可能電力値Pg0を導出する。なお、「受入可能」とは第1発電電動機32及びエンジン31が消費することができることを意味し、「受入可能な電力値」とは、例えば力行に要する電力値である。
(1)積載重量及び走行パターンに基づいて、減速区間Tdにおける蓄電装置34の電流値(減速時蓄電電流値Ib0)及びSOCの変動量δSOCを推定し、その推定結果に基づいて、無人搬送車11が減速区間Tdに到達する前におけるエンジン31の回転数を制御する構成とした。具体的には、減速時蓄電電流値Ib0及び減速後SOCbが予め定められた許容値Iadj,SOCadjよりも高いか否かを判定し、高いと判定した場合には、無人搬送車11が減速区間Tdに到達する前に、エンジン31の回転数を上昇させる構成とした。これにより、エンジン31及び第1発電電動機32に供給される回生電力値Pgが高くなり、蓄電装置34に分配される回生電力値Pbが低くなるため、回生電力に起因する蓄電装置34の電流値及びSOCの変動幅を狭くすることができる。よって、蓄電装置34の電流値及びSOCが許容値Iadj,SOCadjを超えることを抑制することを通じて、回生電力に起因する蓄電装置34の劣化を抑制することができる。
本実施形態では、回生電力対応処理が第1実施形態と異なっている。その異なる点を以下に説明する。
本実施形態では、無人搬送車11の減速が開始される前において、蓄電装置34の電力を用いることによって第1発電電動機32及びエンジン31の回転数が上昇している。また、事前の回転数制御を要する場合であって回転数の上昇開始タイミングでない場合(ステップS109:YES,ステップS202:NO)、又は、事前の回転数制御を要しない場合であって減速開始タイミングでない場合(ステップS109:NO,ステップS201:NO)には、ステップS104に戻る。そして、再度減速時蓄電電流値Ib0、及び、減速後SOCbが推定され、その推定結果に基づいて事前にエンジン31及び第1発電電動機32の回転数を上昇させるか否かの判定が行われるようになっている。
(6)無人搬送車11が減速区間Tdに到達する前に、蓄電装置34の電力を用いて、第1発電電動機32の回転数を上昇させて、第1発電電動機32及びエンジン31の受入可能な電力値を高める構成とした。これにより、燃費の低下を抑制しつつ、蓄電装置34の電流値又は蓄電装置34のSOCが許容値Iadj,SOCadjを超えないようにすることができる。
本実施形態では、減速区間Tdよりも前の区間である定速区間Tcにおいて、無人搬送車11は、エンジン31が停止した状態(アイドリングストップ状態)で、蓄電装置34の電力を用いて走行している。なお、以降の説明において、アイドリングストップ状態で、蓄電装置34の電力のみを用いた無人搬送車11の走行態様を、EV走行という。
その後、ステップS304では、推定された回生電力値Pmが予め定められた許容値Padjよりも高いか否かを判定する。ここで、エンジン31及び第1発電電動機32の現状の回転数は「0」であるため、第1発電電動機32が受入可能な電力値(回生受入可能電力値Pg0)は「0」である。この場合、推定された回生電力値Pmは、全て蓄電装置34に供給される(Pb0=Pm)。また、既に説明した通り、電力値と電流値との間には一定の関係(Ib0=Pb0/OCV)がある。以上のことから、ステップS304の判定処理は、蓄電装置34に供給される回生電力の電流値(減速時蓄電電流値Ib0)が許容値Iadjよりも高いか否かの判定処理と等価である。なお、許容値Padjは、第1実施形態及び第2実施形態における回生受入可能最大値Pb1に相当する。
一方、推定された回生電力値Pmが許容値Padjよりも高い場合には、事前の回転数制御を要することを意味する。この場合、ステップS305に進み、減速時に第1発電電動機32に供給されるべき電力値である回生必要電力値Pg1を導出する。具体的には、回生必要電力値Pg1は、推定された回生電力値Pmから許容値Padjを差し引いた電力値である。その後、ステップS306では、N−P特性マップ21aを参照して、回生必要電力値Pg1を受入可能な必要回転数Rg1を導出する。
次に、本実施形態の作用として、無人搬送車11の一連の動作を示す。
(8)車載コンピュータ21は、エンジン31が停止しているか否かを把握する回転数センサ39によりエンジン31が停止していることが把握され、且つ、無人搬送車11が蓄電装置34の電力を用いて減速区間Tdよりも前の定速区間Tcを走行している状況において、減速区間Tdにて発生する回生電力値Pmを推定する。そして、車載コンピュータ21は、推定された回生電力値Pmが蓄電装置34の許容値Padjを超えると推定された場合には、減速区間Tdよりも前の定速区間Tcにて第1発電電動機32を始動させる。これにより、無人搬送車11がエンジン31を停止している状態で走行している場合であっても、減速開始タイミングまでには、第1発電電動機32の回転数を、必要回転数Rg1まで上昇させておくことができる。よって、上述した(1)等の効果を得ることができる。
○ 各実施形態では、事前にエンジン31又は第1発電電動機32の回転数を上昇させる構成であったが、これに限られない。例えば、事前にエンジン31又は第1発電電動機32の回転数を下げる構成としてもよい。
○ 運行管理コンピュータ22は、走行経路Rの傾斜に関する傾斜情報を所定の記憶領域に記憶させておく構成としてもよい。そして、運行管理コンピュータ22は、走行パターンに加えて、走行経路Rの傾斜情報を車載コンピュータ21に送信する構成としてもよい。この場合、車載コンピュータ21は、減速区間Tdにおける傾斜を把握し、ステップS103にて、積載重量、走行パターン及び傾斜に基づいて回生電力値Pmを推定する構成としてもよい。
○ 各実施形態では、荷重センサ38を用いて積載重量を測定する構成であったが、積載重量を把握する構成は任意である。例えば、加速時に要した電力量から積載重量を推定する構成としてもよいし、運行管理コンピュータ22から無線通信で取得する構成としてもよいし、ガントリークレーンC1又はラバータイヤクレーンC2にて測定された測定結果を取得する構成であってもよい。
○ 各実施形態では、車載コンピュータ21が一連の制御を行う構成であったが、これに限られず、複数の制御部が各種制御を行う構成であってもよい。つまり、エンジン31及び各発電電動機32,36の制御主体は任意である。
○ 各実施形態では、運行管理コンピュータ22が各クレーンC1,C2の駆動制御を行う構成であったが、これに限られず、別の管理コンピュータがこれらの駆動制御を行う構成であってもよい。
○ 第3実施形態では、第1発電電動機32を始動させる構成であったが、これに限られず、スタータ等を用いてエンジン31を始動させる構成であってもよい。この場合、エンジン31の始動に係る時間を始動時間Tonとして、エンジン31の始動開始タイミングを設定するとよい。要は、減速区間Tdよりも前の区間にて無人搬送車11がEV走行している状況において、推定された回生電力値Pmが許容値Padjを超える場合には、減速区間Tdよりも前の区間にて、エンジン31又は第1発電電動機32を始動させればよい。
(イ)前記回生電力は、前記第1発電電動機と前記蓄電装置とに分配され、その分配比は、前記エンジン及び前記第1発電電動機の回転数に応じて変動する請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の無人搬送車の駆動システム。
Claims (4)
- エンジン、前記エンジンの駆動力で発電可能なものであって且つ電力が供給された場合には前記エンジンを駆動させる第1発電電動機、走行に用いられるものであって回生電力を発生可能な第2発電電動機、及び前記第1発電電動機及び前記第2発電電動機に電力を供給可能であるとともに前記第2発電電動機にて発生し得る前記回生電力により充電可能な蓄電装置を有し、前記第2発電電動機にて発生した前記回生電力を、前記第1発電電動機及び前記蓄電装置に分配して供給する無人搬送車の駆動システムであって、
前記エンジン又は前記第1発電電動機の回転数を制御する回転制御部と、
前記無人搬送車の積載重量を把握する重量把握部と、
前記無人搬送車の走行パターンを把握する走行パターン把握部と、
前記積載重量及び前記走行パターンに基づいて、前記回生電力が発生し得る特定区間における前記蓄電装置のSOCの変動量及び前記蓄電装置の電流値の少なくとも一方を推定する推定部と、
前記推定部の推定結果に基づいて、前記蓄電装置のSOC及び前記蓄電装置の電流値の少なくとも一方が、予め定められた許容値よりも高くなるか否かを判定する判定部と、
前記推定部の推定結果と前記許容値とに基づいて、前記第1発電電動機に分配される電力値を導出し、その導出された電力値を受入可能な前記第1発電電動機の回転数を導出する回転数導出部と
を備え、
前記回転制御部は、前記判定部により前記蓄電装置のSOC及び前記蓄電装置の電流値の少なくとも一方が前記許容値よりも高くなると判定された場合には、前記無人搬送車が前記特定区間に到達する前に、前記エンジンの回転数を上昇させて、前記第1発電電動機の回転数を、前記回転数導出部により導出された回転数に近づけることを特徴とする無人搬送車の駆動システム。 - 現在の前記第1発電電動機の回転数から前記回転数導出部により導出された回転数となるまでに要する時間を導出する時間導出部を備え、
前記回転制御部は、前記無人搬送車が前記特定区間に到達するタイミングに対して前記時間導出部により導出された時間以前のタイミングから前記第1発電電動機の回転数の制御を開始する請求項1に記載の無人搬送車の駆動システム。 - 前記エンジンが停止しているか否かを把握するエンジン状態把握部を備え、
前記回転制御部は、前記エンジン状態把握部により前記エンジンが停止していることが把握され、且つ、前記無人搬送車が前記蓄電装置の電力を用いて前記特定区間よりも前の
区間を走行している状況において、前記推定部により前記特定区間にて発生する前記回生電力の電流値が前記蓄電装置の許容値を超えると推定された場合には、前記特定区間よりも前の区間にて前記エンジン又は前記第1発電電動機を始動させる請求項1又は請求項2に記載の無人搬送車の駆動システム。 - 前記エンジン又は前記第1発電電動機の始動タイミングと、前記無人搬送車が前記特定区間に到達するタイミングとの間隔は、前記エンジン又は前記第1発電電動機を始動させるのに要する時間、及び、前記エンジン又は前記第1発電電動機が所定の回転数に到達するのに要する時間を合わせた時間以上である請求項3に記載の無人搬送車の駆動システム。
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