WO2014109226A1 - 無人搬送車の搬送システムおよび無人搬送車の搬送方法 - Google Patents

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WO2014109226A1
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gradient
automatic guided
travel path
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智史 港
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株式会社 豊田自動織機
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Definitions

  • the present invention relates to a transport system for an automatic guided vehicle and a transport method for an automatic guided vehicle.
  • the slope of the road on which the vehicle is traveling greatly affects the acceleration / deceleration of the vehicle. Therefore, in order to suitably control the acceleration performance, braking performance, or energy regeneration of the vehicle, it is desirable to accurately detect or estimate the road gradient and reflect the gradient in various controls.
  • an automated guided vehicle AGV
  • the actual acceleration obtained as a change in vehicle speed is compared with the predicted acceleration obtained from the output torque of the engine, and the road gradient is estimated based on the deviation.
  • There is also a method of performing an estimation prohibition process because the gradient estimation method cannot be applied when a braking operation is performed. For example, see Patent Document 1.
  • An object of the present invention is to provide a transport system for an automatic guided vehicle and a transport method for an automatic guided vehicle capable of estimating a gradient of a traveling path with high accuracy.
  • a single automatic guided vehicle is driven a plurality of times on a predetermined traveling path
  • a plurality of automatic guided vehicles are driven a plurality of times, or a plurality of automatic guided vehicles are transported
  • the information acquisition unit that acquires information on the loading weight, the traveling speed, and the traveling acceleration of the automatic guided vehicle when the vehicle is driven once
  • the automatic guided vehicle A transport system for an automatic guided vehicle, comprising: a gradient estimation unit that estimates a gradient of the road every time the vehicle travels on the road; and an averaging processing unit that performs an averaging process on the gradient estimated by the gradient estimation unit. I will provide a.
  • a single automatic guided vehicle is driven a plurality of times on a predetermined traveling path
  • a plurality of automatic guided vehicles are driven a plurality of times, or a plurality of unmanned vehicles
  • a transport method for an automatic guided vehicle including a step of estimating the gradient of the travel path each time and a step of averaging the estimated gradient.
  • (A) is a schematic top view of the container terminal in which the conveyance system of the automatic guided vehicle of embodiment is used
  • (b) is explanatory drawing of the height of a traveling path.
  • the block diagram which shows the structure of an automatic guided vehicle. It is a time chart for demonstrating the effect
  • the transport system of the automatic guided vehicle is applied to a system that manages the operation of the automatic guided vehicle at the container terminal of the port.
  • Fig. 1 (a) is a schematic plan view of a container terminal in a harbor.
  • the automatic guided vehicle 30 travels on the circuit course.
  • the circuit course is a counterclockwise course indicated by a white arrow.
  • the automated guided vehicle 30 has a hybrid system for driving.
  • a container is loaded and unloaded by the gantry crane 60 from the container ship S1.
  • the container loaded and unloaded by the gantry crane 60 is mounted on the automatic guided vehicle 30.
  • the traveling paths 80, 81, 82, 83, and 84 of the automatic guided vehicle 30 are set in the container terminal.
  • the automatic guided vehicle 30 travels on the traveling paths 80, 81, 82, and 83 with containers.
  • the automatic guided vehicle 30 travels to the rubber tire crane 70 as a destination. Specifically, the automatic guided vehicle 30 passes through a travel path 80 ⁇ a travel path 81 ⁇ a travel path 82 ⁇ a travel path 83.
  • the automatic guided vehicle 30 travels at a high speed on a straight line, but travels at a medium speed on a curve. Further, the height of the travel path 82 changes as shown in FIG. 1B, and the travel path 82 is inclined.
  • the transport system 10 of the automatic guided vehicle includes various computers 20, 31 and 50.
  • the operation system general management computer 50 sends a command to the gantry crane 60 to perform a desired operation, that is, a cargo handling operation.
  • the operation system general management computer 50 sends a command to the rubber tire crane 70 to perform a desired operation, that is, a cargo handling operation.
  • the operation system general management computer 50 and the operation management computer 20 can communicate with each other.
  • the operation management computer 20 can communicate with a computer 31 mounted on the automatic guided vehicle 30.
  • the computer 31 of the automatic guided vehicle 30 detects the loaded weight (container weight) on the automatic guided vehicle 30 by a load sensor, and sends the detected loaded weight to the operation management computer 20.
  • the maximum acceleration and the maximum speed of the automatic guided vehicle 30 are determined by the loaded weight.
  • a travel command is sent from the operation management computer 20 to the computer 31 of the automatic guided vehicle 30.
  • the computer 31 of the automatic guided vehicle 30 causes the automatic guided vehicle 30 to travel a plurality of times while controlling conditions such as speed and acceleration on predetermined travel paths 80 to 84.
  • the automatic guided vehicle 30 is equipped with an engine 32 as a prime mover, a travel motor 33, a generator 35, a power generation inverter 36, a power storage device 37, and a travel inverter 38.
  • a series hybrid system is configured by a drive system such as the engine 32 and the travel motor 33. That is, the electric power generated by driving the generator 35 with the engine 32 is stored in the power storage device 37 via the power generation inverter 36.
  • the engine 32 is a diesel engine, but may be a gasoline engine.
  • the drive wheels of the automatic guided vehicle 30 are rotated via a speed reducer (not shown).
  • the electric power of the power storage device 37 is supplemented. Further, when the power of the generator 35 is equal to or higher than the traveling power, the power of the generator 35 is used for charging the power storage device 37. In addition, when the automatic guided vehicle 30 is decelerated, electric power is generated by regeneration from the traveling motor 33 and the traveling inverter 38, and the generated electric power is charged in the power storage device 37.
  • 4A is the height of the travel path
  • FIG. 4B is the travel speed of the automated guided vehicle
  • FIG. 4B is the travel power of the automated guided vehicle
  • FIG. 4D is the estimated travel path. Average slope is shown.
  • the automated guided vehicle 30 travels from point A to point B in FIG.
  • the ground is inclined in consideration of drainage on the road surface.
  • a gradient that decreases toward the sea is provided on the travel path.
  • a slope of about 0.6% to 1.0% is provided on the travel path so that the height on the sea side is low so that water flows toward the sea.
  • FIG. 4 (a) shows the height of the travel path (the height with respect to the point A).
  • Point A is defined as the start point (Pa)
  • point B is defined as the end point (Pb).
  • the traveling road becomes a downhill from the P2 point, and the downhill continues to the P3 point.
  • the traveling road is uphill from point P3 to point B.
  • a drainage groove is provided at the point P3, and the water between the point P2 and the point B flows from the drainage groove to the sea.
  • the upward gradient from the point A to the point P2 is constant (for example, + 0.6%).
  • the downward gradient from the point P2 to the point P3 is constant (for example, ⁇ 0.3%).
  • the upward gradient from the point P3 to the point B is constant (for example, + 0.4%).
  • FIG. 4B shows the traveling speed of the automatic guided vehicle 30.
  • the automatic guided vehicle 30 travels at a constant acceleration from the point A to the P1 point before the P2 point.
  • the automatic guided vehicle 30 travels at a constant speed from the P1 point to the P4 point after the P3 point.
  • the automatic guided vehicle 30 travels from a point P4 to a point B at a constant negative acceleration, that is, a deceleration.
  • FIG. 4C shows the traveling power of the automatic guided vehicle 30 when one automatic guided vehicle 30 is used.
  • FIG. 4 (c) shows traveling power data when the loaded weight is 0 ton (empty vehicle), traveling power data when the loaded weight is 30 tons, and loaded weight is 60 tons.
  • the data of the running power at the time are shown. It can be seen that there is a difference in the running power of the automated guided vehicle 30 due to the difference in the loaded weight.
  • the computer 31 acquires information when the automatic guided vehicle 30 travels on the traveling path a plurality of times, that is, information on at least the loading weight, the traveling speed, and the traveling acceleration of the automatic guided vehicle 30. Then, based on the information when traveling with a loaded weight of 0 tons (empty vehicle), the information when traveling with a loaded weight of 30 tons, and the information when traveling with a loaded weight of 60 tons, the computer 31 is an automatic guided vehicle.
  • the gradient of each traveling road when 30 travels on the traveling road is estimated, and an average value of the estimated gradient is obtained from the estimated gradient.
  • the computer 31 estimates the gradient of the travel path every time the automatic guided vehicle 30 travels on the travel path, and estimates from a plurality of estimated gradient values obtained by the automatic guided vehicle 30 traveling on the travel path a plurality of times. The average value of the gradient is calculated.
  • the computer 31 estimates the gradient of the travel path every time the automatic guided vehicle 30 travels on the travel path based on at least the loaded weight, travel speed, and travel acceleration of the automatic guided vehicle 30, and the average of the estimated gradients Process.
  • the estimated gradient (average gradient value) thus obtained is close to the true gradient value.
  • three lines three kinds of loading weights
  • the estimated gradient approaches the true value as the number of lines (types of loading weight) increases.
  • the driving force of the automated guided vehicle 30 can be approximated by air resistance, rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance.
  • the driving force is Pow as the traveling motor power, ⁇ m as the motor efficiency, ⁇ m as the motor speed, ⁇ as the reduction ratio, ⁇ geer as the reduction gear efficiency, and r as the tire radius.
  • the air resistance is Cd as the air resistance coefficient, A as the front projection area, and v as the speed of the automatic guided vehicle 30. (1/2) Cd ⁇ A ⁇ v 2 It is represented by That is, the air resistance is generated by friction with the air on the surface of the vehicle body, and increases in proportion to the square of the vehicle speed.
  • the rolling resistance is W when the weight of the automatic guided vehicle 30 is W, and the tire rolling resistance coefficient is ⁇ . W ⁇ ⁇ It is represented by That is, the rolling resistance is generated by the frictional resistance of the bearing portion when the wheel rolls and the energy loss between the road surface and the tire.
  • Gradient resistance is when the vehicle weight of the automated guided vehicle 30 is W and the road gradient is ⁇ , W ⁇ sin ⁇ It is represented by That is, the gradient resistance is a resistance generated when climbing up and is proportional to the total vehicle weight of the automatic guided vehicle 30 and the gradient (angle) of the road surface.
  • the acceleration resistance is ⁇
  • the acceleration of gravity is g
  • the vehicle weight of the automatic guided vehicle 30 is W
  • the inertia equivalent amount of the rotating portion of the drive mechanism is ⁇ W, ⁇ / ⁇ g (W + ⁇ W) ⁇ It is represented by That is, the acceleration resistance is a resistance generated when acceleration is performed, and is proportional to the acceleration (speed of acceleration) and the vehicle weight of the automatic guided vehicle 30.
  • the driving force is the sum of air resistance, rolling resistance, gradient resistance, and acceleration resistance, and can be expressed by the following equation (1).
  • the computer 31 automatically learns an accurate value of the road surface gradient by estimating and averaging the road surface gradient every time, and uses the result for travel control.
  • the computer 31 performs estimation by adding that the vehicle weight of the automated guided vehicle 30 is changed by loading as a basic method of estimating the road surface gradient.
  • the gradient estimation method when the automatic guided vehicle 30 is traveling in the section from point A to point B in FIG.
  • the gradient of the travel path is estimated from information such as acceleration and travel power.
  • the computer 31 estimates the gradient for different loading weights, different traveling patterns, or both for each traveling, and updates the estimated gradient. Therefore, it is possible to obtain an accurate road surface gradient by estimating, that is, calculating and averaging the estimated gradients when the loaded weights are different using one automatic guided vehicle 30.
  • an error may occur in the automatic guided vehicle when the automatic guided vehicle runs on the traveling path when there is a slope on the traveling path. That is, the automatic guided vehicle may not be able to climb the slope. Therefore, it is necessary to measure the gradient of the traveling road in advance and adjust the vehicle speed pattern to reflect the measured gradient in the traveling.
  • the automatic guided vehicle 30 is not required to perform measurement by causing the automatic guided vehicle 30 to travel on the traveling path several times and learning.
  • fuel efficiency can be improved by optimizing the driving control of the hybrid vehicle using the gradient map. That is, the gradient estimation can be reflected in the fuel efficiency improvement.
  • battery protection and battery life extension can be achieved by optimizing the travel control of the hybrid vehicle using the gradient map. That is, gradient estimation can be reflected in battery protection.
  • the transport system 10 of the automatic guided vehicle includes a computer 31 as an information acquisition unit, a gradient estimation unit, and an averaging processing unit.
  • the computer 31 acquires information on at least the loading weight, the traveling speed, and the traveling acceleration of the automated guided vehicle 30 when the automated guided vehicle 30 travels a predetermined traveling path a plurality of times. Based on the acquired information, the computer 31 estimates the gradient of the travel path every time the automatic guided vehicle 30 travels on the travel path, and performs an averaging process on the estimated gradient. Therefore, the computer 31 can learn the road gradient by itself while the automatic guided vehicle 30 travels the round course a plurality of times. As a result, the gradient of the traveling road can be estimated with high accuracy.
  • the computer 31 is configured to at least load the automated guided vehicle 30 when the automated guided vehicle 30 travels a predetermined traveling path a plurality of times, travel speed, and travel acceleration. Get information about.
  • the computer 31 estimates the gradient of the traveling path every time the automatic guided vehicle 30 travels on the traveling path, and performs an averaging process on the estimated gradient. Therefore, the computer 31 can learn the road gradient by itself while the automatic guided vehicle 30 travels the round course a plurality of times. As a result, the gradient of the traveling road can be estimated with high accuracy.
  • the computer 31 causes one automatic guided vehicle 30 to travel a plurality of times on a predetermined traveling path, and estimates the gradient of the traveling path every time the automatic guided vehicle 30 travels on the traveling path. Instead, the gradient of the travel path when a plurality of automatic guided vehicles 30 are traveled on a predetermined travel path using the operation management computer 20 as an information acquisition unit, a gradient estimation unit, and an averaging processing unit. You may make it estimate.
  • the operation management computer 20 acquires information on at least the loading weight, the traveling speed, and the traveling acceleration of the automated guided vehicle 30 when a plurality of automated guided vehicles 30 are traveled on a predetermined traveling path.
  • the operation management computer 20 estimates the gradient of the travel path every time each automatic guided vehicle 30 travels on the travel path based on the acquired information, and performs an averaging process on the estimated gradient. In this case, since the gradient is estimated by averaging the estimation results in a plurality of automatic guided vehicles 30 by the operation management computer 20 which is a host system of the computer 31, gradient estimation can be performed by offsetting the performance difference for each automatic guided vehicle 30. It becomes.
  • the operation management computer 20 can obtain a plurality of estimated gradient values even when a plurality of automatic guided vehicles 30 travel on the travel path once, so the estimated gradient values are averaged. It is also possible to process and calculate the estimated gradient average. (Second Embodiment) Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the estimated result remains in the estimated gradient when the automatic guided vehicle 30 is used. For this reason, when the performance of parts of the automated guided vehicle 30 deteriorates due to factors such as aging, there is a deviation in the estimation of the gradient such as, for example, a decrease in traveling motor performance, a reduction in efficiency of the speed reducer, and an increase in tire rolling resistance there is a possibility.
  • the operation management computer 20 monitors deterioration of parts such as whether data is out of the allowable range for only one automatic guided vehicle 30 out of a plurality of vehicles.
  • An equivalent automatic guided vehicle 30 travels on the same route.
  • Gradient data (road surface gradient map data) collected by each automated guided vehicle 30 is collected by the operation management computer 20 which is a host system, and the gradient data is compared.
  • the operation management computer 20 determines that gradient data having a large difference compared to other automatic guided vehicles 30, that is, gradient data deviating from the allowable range, is an abnormal value.
  • the operation management computer 20 prompts the automatic guided vehicle 30 corresponding to the gradient data out of the allowable range to perform the inspection. Specifically, the operation management computer 20 compares the average values of the estimated gradients in the own vehicle in each automatic guided vehicle 30 (estimated averages (1), (2), (3) in FIG. 5B). .
  • the predetermined traveling road includes evaluation target sections Z1, Z2, and Z3 used for estimating the gradient.
  • the evaluation target sections Z1, Z2, and Z3 are sections in which the gradient variation at a predetermined travel distance is equal to or less than a predetermined value, and specifically, the gradient variation at a constant distance is within 10%.
  • the operation management computer 20 samples the estimated gradient in the all automatic guided vehicle 30.
  • non-evaluation sections A1 and A2 are set on the traveling road. Since the gradient variation is large in the non-evaluation sections A1 and A2, the non-evaluation sections A1 and A2 are set as non-evaluation areas.
  • the non-evaluation sections A1 and A2 include portions where the slope of the slope changes.
  • a section in which it is difficult to detect data on the traveling road is set as an evaluation target. That is, the operation management computer 20 takes the data of the portion where the data acquisition is stable on the travel route.
  • the operation management computer 20 determines whether there is a sample (the automatic guided vehicle 30) whose estimated average gradient does not fall within the allowable range ⁇ ⁇ 3 ⁇ based on the average value ⁇ of the gradient and the standard deviation ⁇ .
  • the estimated average (3) is out of the allowable range. If the estimated average gradient deviates from the allowable range ⁇ ⁇ 3 ⁇ , the performance of the traveling motor in the automatic guided vehicle 30 corresponding to the estimated average gradient decreases, the efficiency of the speed reducer decreases, or the tire rolling resistance increases.
  • an abnormality such as For example, the situation where the slope of the roadway deviates by 50% or more from the design slope at the port (gradient set by requirements such as drainage), that is, the situation where the design slope is 1% but 1.5% or more.
  • the estimated average gradient deviates from the allowable range, so it is determined that the automatic guided vehicle 30 is abnormal.
  • the estimated average gradient deviating from the permissible range means that the estimated average gradient exceeds the upper threshold or falls below the lower threshold.
  • the gradient estimation unit estimates the gradient of the travel path each time a plurality of automatic guided vehicles 30 travel on a predetermined travel path based on the acquired information.
  • the conveyance system 10 of the automatic guided vehicle further includes an operation management computer 20 as an abnormality determination unit.
  • the operation management computer 20 performs statistical processing on each estimated gradient, and when the estimated gradient that has been processed deviates from the allowable range, an abnormality has occurred in the automatic guided vehicle 30 that corresponds to the estimated gradient that deviates from the allowable range. It is determined that That is, when the estimated gradient exceeds the upper limit threshold or falls below the lower limit threshold, the operation management computer 20 determines that an abnormality has occurred in the automated guided vehicle 30 corresponding to the estimated gradient. Therefore, when a plurality of automatic guided vehicles 30 are caused to travel on a predetermined traveling path, an abnormality of automatic guided vehicle 30 can be determined.
  • the evaluation target sections Z1, Z2, and Z3 for estimating the gradient on the predetermined travel path are sections in which the gradient fluctuation at the predetermined travel distance is equal to or less than the predetermined value. Is set as Therefore, the gradient of the travel path can be estimated with higher accuracy.
  • the operation management computer 20 performs statistical processing on the gradient of the travel path estimated each time a plurality of automatic guided vehicles 30 travel on a predetermined travel path as a transport method of the automatic guided vehicle 30. Do.
  • the operation management computer 20 determines that an abnormality has occurred in the automated guided vehicle 30 corresponding to the estimated gradient out of the allowable range. Therefore, when a plurality of automatic guided vehicles 30 are caused to travel on a predetermined traveling path, an abnormality of automatic guided vehicle 30 can be detected.
  • the operation of the host vehicle can be reduced without using the operation management computer 20 that is a host system.
  • An abnormality can be determined only by the computer 31, that is, the abnormality determination can be completed by itself.

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Abstract

無人搬送車の搬送システムは、情報取得部と、勾配推定部と、平均化処理部とを備える。情報取得部は、予め定められた走行路で、一台の無人搬送車を複数回走行させたとき、複数台の無人搬送車を複数回ずつ走行させたときの、又は複数台の無人搬送車を一回ずつ走行させたとき各無人搬送車の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する。勾配推定部は、情報取得部により取得した情報に基づいて、無人搬送車が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定する。平均化処理部は、勾配推定部により推定した勾配の平均化処理を行う。

Description

無人搬送車の搬送システムおよび無人搬送車の搬送方法
　本発明は、無人搬送車の搬送システムおよび無人搬送車の搬送方法に関するものである。
　車両が走行している道路の勾配は、車両の加減速に大きく影響する。そのため、車両の加速性能、制動性能あるいはエネルギー回生などの制御を好適に行うためには、道路勾配を正確に検出もしくは推定し、その勾配を各種の制御に反映させることが望ましい。特に、無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）においては重量が大きいため微小な勾配でも登坂抵抗の影響が大きい。
　勾配推定の一例として、車速の変化として求められる実加速度と、エンジンの出力トルクなどから求められる予測加速度とを比較し、それらの偏差に基づいて道路勾配が推定されている。また、制動操作を行ったときには上記の勾配推定方法が適応できなくなるために、推定禁止処理を行う方法もある。例えば、特許文献１参照。
特開２０１０－２４１２６５号公報
　上述したような従来技術では、車両として自動車を想定してリアルタイムでの勾配推定が行われている。ハイブリッド車両の制御においては事前に勾配を知っておくことが望ましい。一方、無人搬送車のようなある程度規定のパターンを走行する車両では、事前に走行路の勾配を測定しておくことも可能であるが、大型無人搬送車を用いる巨大なシステムの場合、全コースの勾配を事前に測定することは困難である。また、走行路が港湾であると想定した場合、走行路は埋立地である場合が多く、地盤沈下等の環境要因によって走行路の勾配が変わる可能性もある。
　本発明の目的は、走行路の勾配を高精度に推定することができる無人搬送車の搬送システムおよび無人搬送車の搬送方法を提供することにある。
　本発明の一態様は、予め定められた走行路で、一台の無人搬送車を複数回走行させたとき、複数台の無人搬送車を複数回ずつ走行させたとき、又は複数台の無人搬送車を一回ずつ走行させたときの前記無人搬送車の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得した情報に基づいて、前記無人搬送車が前記走行路を走行する度に前記走行路の勾配を推定する勾配推定部と、前記勾配推定部により推定した勾配の平均化処理を行う平均化処理部と、を備えた無人搬送車の搬送システムを提供する。
　本発明の別の態様は、予め定められた走行路で、一台の無人搬送車を複数回走行させたとき、複数台の無人搬送車を複数回ずつ走行させたとき、又は複数台の無人搬送車を一回ずつ走行させたときの前記無人搬送車の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する工程と、前記取得した情報に基づいて、前記無人搬送車が前記走行路を走行する度に前記走行路の勾配を推定する工程と、当該推定した勾配の平均化処理を行う工程とを備える無人搬送車の搬送方法を提供する。
（ａ）は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、（ｂ）は走行路の高さの説明図。 無人搬送車の搬送システムの構成図。 無人搬送車の構成を示すブロック図。 第１の実施形態の作用を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）は走行路の高さを示し、（ｂ）は無人搬送車の走行速度を示し、（ｃ）は無人搬送車の走行電力を示し、（ｄ）は推定平均勾配を示す。 第２の実施形態の作用を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）は走行路の高さを示し、（ｂ）は推定平均勾配を示す。
（第１の実施形態）
　以下、第１の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システムに適用されている。
　図１（ａ）は、港湾におけるコンテナターミナルの概略平面図である。コンテナターミナルにおいて、無人搬送車３０が周回コースを走行する。図１（ａ）中、周回コースは、白抜き矢印で示す反時計回りのコースである。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からコンテナがガントリークレーン６０で積み降ろされる。ガントリークレーン６０で積み降ろされたコンテナが無人搬送車３０に搭載される。
　コンテナターミナルには無人搬送車３０の走行路８０，８１，８２，８３，８４が設定されている。走行路８０，８１，８２，８３を無人搬送車３０がコンテナを積んで走行する。無人搬送車３０は目的地となるラバータイヤクレーン７０まで走行する。詳しくは、無人搬送車３０は、走行路８０→走行路８１→走行路８２→走行路８３を通る。無人搬送車３０を走行させる際、無人搬送車３０は、直線では速い速度で走行するが、カーブでは中程度の速度で走行する。また、走行路８２の高さは図１（ｂ）に示すように変化しており、走行路８２は傾斜している。
　図２に示すように、無人搬送車の搬送システム１０は、各種のコンピュータ２０，３１，５０を備えている。運行系総括管理コンピュータ５０は、ガントリークレーン６０に指令を送り所望の動作、即ち荷役作業を行わせる。運行系総括管理コンピュータ５０は、ラバータイヤクレーン７０に指令を送り所望の動作、即ち荷役作業を行わせる。運行系総括管理コンピュータ５０と運行管理コンピュータ２０とは通信可能となっている。
　運行管理コンピュータ２０は、無人搬送車３０に搭載されたコンピュータ３１と通信可能となっている。無人搬送車３０のコンピュータ３１は荷重センサによって無人搬送車３０上の積載重量（コンテナ重量）を検知し、検知した積載重量を運行管理コンピュータ２０に送るようになっている。この積載重量により無人搬送車３０の最高加速度と最高速度とが決まる。また、運行管理コンピュータ２０から無人搬送車３０のコンピュータ３１に走行指令が送られる。この走行指令に従って無人搬送車３０のコンピュータ３１は無人搬送車３０を予め定められた走行路８０～８４で速度、加速度等の条件を制御しつつ複数回走行させる。
　次に、図３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３０には原動機としてのエンジン３２、走行モータ３３、発電機３５、発電インバータ３６、蓄電装置３７、走行インバータ３８が搭載されている。そして、エンジン３２、走行モータ３３などの駆動系によりシリーズハイブリッドシステムを構成している。つまり、エンジン３２で発電機３５を駆動して発電した電力が発電インバータ３６を介して蓄電装置３７に蓄えられる。なお、エンジン３２は、ディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンであってもよい。発電機３５による電力及び蓄電装置３７の電力は走行インバータ３８を介して走行モータ３３に供給されると、減速機（図示せず）を介して無人搬送車３０の駆動輪が回転される。詳しくは、走行に必要な電力が発電機３５の電力だけでは不足するときには蓄電装置３７の電力で補われる。また、発電機３５の電力が走行電力以上のときには、発電機３５の電力は蓄電装置３７の充電に供される。また、無人搬送車３０の減速時には、走行モータ３３及び走行インバータ３８から回生による電力が発生し、発生した電力は蓄電装置３７に充電される。
　次に、無人搬送車の搬送システム１０の作用、即ち、無人搬送車３０に搭載されたコンピュータ３１が実行する処理について説明する。
　図４（ａ）～図４（ｄ）のタイムチャートを参照しつつ作用を説明する。図４（ａ）は走行路の高さ、図４（ｂ）は無人搬送車３０の走行速度、図４（ｂ）は無人搬送車３０の走行電力、図４（ｄ）は走行路の推定平均勾配を示している。
　作用説明にあたり、無人搬送車３０が図１の地点Ａから地点Ｂに走行する場合について説明する。港湾においては、走行路の路面の水はけを考慮して地面が傾斜している。具体的には、海に向かって低くなるような勾配が走行路に設けられている。基本的には海に向かって水を流すべく海側の高さが低くなるように０．６％～１．０％程度の勾配が走行路に設けられている。
　図４（ａ）において走行路の高さ（地点Ａを基準とする高さ）が示されている。地点Ａをスタート点（Ｐａ）と定義し、地点Ｂを終点（Ｐｂ）と定義する。地点Ａから地点Ｂへの走行経路において、走行路は地点Ａから上り坂となり、その上り坂はＰ２地点まで続く。走行路はＰ２地点からは下り坂となり、その下り坂はＰ３地点まで続く。走行路はＰ３地点から地点Ｂまでは上り坂となる。Ｐ３地点には排水溝が設けられており、Ｐ２地点から地点Ｂの間の水は排水溝から海に流される。ここで、地点ＡからＰ２地点までの上り勾配は一定（例えば＋０．６％）である。また、Ｐ２地点からＰ３地点までの下り勾配は一定（例えば－０．３％）である。Ｐ３地点からは地点Ｂまでの上り勾配は一定（例えば＋０．４％）である。
　図４（ｂ）において無人搬送車３０の走行速度が示されている。無人搬送車３０は、地点Ａから、Ｐ２地点の手前のＰ１地点までは一定の加速度で走行する。無人搬送車３０は、Ｐ１地点から、Ｐ３地点の後のＰ４地点までは定速で走行する。無人搬送車３０は、Ｐ４地点から、地点Ｂまでは一定のマイナスの加速度、即ち減速度で走行する。
　図４（ｃ）は１台の無人搬送車３０を用いたときの該無人搬送車３０の走行電力を示す。詳しくは、図４（ｃ）は、積載重量が０トン（空車）であるときの走行電力のデータと、積載重量が３０トンであるときの走行電力のデータと、積載重量が６０トンであるときの走行電力のデータとを示している。積載重量の違いにより無人搬送車３０走行電力に差が出ることが分かる。
　そして、コンピュータ３１は、無人搬送車３０を複数回走行路で走行させたときの情報、即ち少なくとも無人搬送車３０の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する。そして、積載重量０トン（空車）で走行したとき情報と、積載重量３０トンで走行したときの情報と、積載重量６０トンで走行したときの情報とに基づいて、コンピュータ３１は、無人搬送車３０が走行路を走行したときの各々の走行路の勾配を推定し、推定した勾配から該推定勾配の平均値を求める。即ち、コンピュータ３１は、無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定し、無人搬送車３０が走行路を複数回走行することによって得られた複数の推定勾配値から推定勾配の平均値を算出する。
　つまり、コンピュータ３１は、少なくとも無人搬送車３０の積載重量、走行速度、及び走行加速度に基づいて、無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定し、推定した勾配の平均化処理を行う。このように得た推定勾配（平均勾配値）は真の勾配値と近いものとなる。なお、図４（ｄ）では３つの線（３種類の積載重量）を用いているが線の数（積載重量の種類）が多いほど推定勾配は真値に近づく。
　走行路の勾配を求める方法について詳しく説明する。
　無人搬送車３０の駆動力は、空気抵抗と、転がり抵抗と、勾配抵抗と、加速抵抗とにより近似できる。
　駆動力は、走行モータ電力をＰｏｗ、モータ効率をηｍ、モータ回転数をωｍ、減速比をε、減速機効率をηｇｅｅｒ、タイヤ半径をｒとしたとき、
　　｛（Ｐｏｗ・ηｍ）／ωｍ｝・ε・ηｇｅｅｒ／ｒ
で表される。
　また、空気抵抗は、空気抵抗係数をＣｄとし、前面投影面積をＡ、無人搬送車３０の速度をｖとしたとき、
　　（１／２）Ｃｄ・Ａ・ｖ２
で表される。つまり、空気抵抗は、車体表面の空気との摩擦により発生し、車速の２乗に比例して大きくなる。
　転がり抵抗は、無人搬送車３０の車両重量をＷとし、タイヤ転がり抵抗係数をμとしたとき、
　　Ｗ・μ
で表される。つまり、転がり抵抗は、車輪が転がる際の軸受け部の摩擦抵抗と、路面とタイヤ間のエネルギー損失とにより発生する。
　勾配抵抗は、無人搬送車３０の車両重量をＷとし、路面勾配をθとしたとき、
　　Ｗ・ｓｉｎθ
で表される。つまり、勾配抵抗は登坂の際に発生する抵抗であり、無人搬送車３０の車両総重量と路面の勾配（角度）とに比例する。
　加速抵抗は、加速度をα、重力加速度をｇ、無人搬送車３０の車両重量をＷとし、駆動機構の回転部分の慣性相当量をΔＷとしたとき、
　　α／｛ｇ（Ｗ＋ΔＷ）｝
で表される。つまり、加速抵抗は、加速を行う際に発生する抵抗であり、加速度（加速の速さ）、及び無人搬送車３０の車両重量に比例する。
　駆動力は、空気抵抗と転がり抵抗と勾配抵抗と加速抵抗の和となり、次の式（１）で表せる。
　　｛（Ｐｏｗ・ηｍ）／ωｍ｝・ε・ηｇｅｅｒ／ｒ
　　＝（１／２）Ｃｄ・Ａ・ｖ２＋Ｗ・μ＋Ｗ・ｓｉｎθ＋α／｛ｇ（Ｗ＋ΔＷ）｝　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　式（１）において、θ値を未知数として他のパラメータの値を既知の値とすると、路面勾配θを算出することができる。
　このようにして、無人搬送車３０は同じ場所を、積荷の重さ違いで何度も走行する。そのため、コンピュータ３１は、その度ごとに路面勾配を推定し平均を取っていくことにより、正確な路面勾配の値を自動学習し、その結果を走行制御に用いる。
　具体的には、コンピュータ３１は、基本的な路面勾配の推定方法として、無人搬送車３０の車両重量が積み荷によって変化することを加えて推定する。勾配の推定方法について言及すると、無人搬送車３０が図４（ｄ）中の地点Ａから地点Ｂまでの区間を走行している場合において、コンピュータ３１は、無人搬送車３０の積載重量、速度、加速度、走行電力等の情報から走行路の勾配を推定する。コンピュータ３１は、走行の度ごとに異なる積載重量、異なる走行パターン又はその両方において勾配の推定を行い、推定勾配の更新を行っていく。よって、１台の無人搬送車３０を用いて積載重量が異なるときに勾配をそれぞれ推定、即ち算出してその推定勾配の平均化によって正確な路面勾配を取得できる。
　一般に、走行路に坂道があるときに無人搬送車が走行路を走ると無人搬送車にエラーが生じることがある。即ち、無人搬送車が坂道を登れないことがある。そのため、事前に走行路の勾配を測定しておき、測定した勾配を走行に反映させるべく車速パターンを調整する必要がある。本実施形態では最初に何回か無人搬送車３０を走行路で走行させて学習させることにより、即ち自動学習を行うことによって、事前の人による計測が不要となる。
　また、勾配マップを用いたハイブリッド車の走行制御の最適化による燃費改善が図られる。即ち、勾配推定を燃費改善に反映することができる。また、勾配マップを用いたハイブリッド車の走行制御の最適化によるバッテリ保護及びバッテリ寿命延長が図られる。即ち、勾配推定をバッテリ保護に反映することができる。
　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１０は、情報取得部、勾配推定部、及び平均化処理部としてのコンピュータ３１を備える。コンピュータ３１は、無人搬送車３０を複数回、予め定められた走行路で走行させたときの少なくとも無人搬送車３０の積載重量、走行速度、及び走行加速度の情報を取得する。コンピュータ３１は、取得した情報に基づいて、無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定し、推定した勾配の平均化処理を行う。よって、無人搬送車３０が周回コースを複数回走行する間に、コンピュータ３１は、路面勾配を自ら学習していくことができる。その結果、走行路の勾配を高精度に推定することができる。
　（２）無人搬送車３０の搬送方法として、コンピュータ３１は、無人搬送車３０を複数回、予め定められた走行路で走行させたときの少なくとも無人搬送車３０の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する。コンピュータ３１は、無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定し、当該推定した勾配の平均化処理を行う。よって、無人搬送車３０が周回コースを複数回走行する間に、コンピュータ３１は、路面勾配を自ら学習していくことができる。その結果、走行路の勾配を高精度に推定することができる。
　本実施形態の変形例を説明する。
　コンピュータ３１は、１台の無人搬送車３０を複数回、予め定められた走行路で走行させ、無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定する。これに代わり、情報取得部、勾配推定部、平均化処理部として運行管理コンピュータ２０を用いて複数台の無人搬送車３０を、予め定められた走行路で走行させたときの走行路の勾配を推定するようにしてもよい。詳しくは、運行管理コンピュータ２０は、複数台の無人搬送車３０を予め定められた走行路で走行させたときの少なくとも無人搬送車３０の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する。運行管理コンピュータ２０は、取得した情報に基づいて、各無人搬送車３０が走行路を走行する度に走行路の勾配を推定し、推定した勾配の平均化処理を行う。この場合、複数台の無人搬送車３０における推定結果をコンピュータ３１の上位システムである運行管理コンピュータ２０で平均化して勾配を推定するので、無人搬送車３０ごとの性能差を相殺した勾配推定が可能となる。
　この場合、複数台の無人搬送車３０が走行路を１回ずつ走行する場合であっても、運行管理コンピュータ２０は、複数の推定勾配値を得ることができるため、それら推定勾配値を平均化処理して推定勾配平均を算出することも可能である。
（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第１の実施形態においては、推定した結果はその無人搬送車３０を用いたときの推定勾配にとどまる。そのため、無人搬送車３０の部品が経年劣化等の要因で性能低下した場合に、例えば、走行モータ性能低下、減速機の効率低下、タイヤの転がり抵抗増加など、勾配の推定にずれが生じている可能性がある。
　そこで、本実施形態においては、運行管理コンピュータ２０は、複数台のうち１台の無人搬送車３０だけデータが許容範囲から外れているか否かといった部品の劣化をモニタリングしている。同等の無人搬送車３０は同じ経路を走行している。各無人搬送車３０が採集している勾配データ（路面勾配マップデータ）を上位システムである運行管理コンピュータ２０が収集し、勾配データの比較を行う。運行管理コンピュータ２０は、他の無人搬送車３０に比べて差異が大きい勾配データ、即ち、許容範囲から外れた勾配データを異常値と判断する。運行管理コンピュータ２０は、許容範囲から外れた勾配データに対応する無人搬送車３０に対して検査を行うように促す。詳しくは、運行管理コンピュータ２０は、各無人搬送車３０における自車での推定勾配の平均値（図５（ｂ）における推定平均（１），（２），（３））を比較している。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて具体的に説明する。各無人搬送車３０からのデータの収集は運行管理コンピュータ２０が行い、当該運行管理コンピュータ２０が以下の処理を行う。
　予め定められた走行路は、勾配を推定するために使用される評価対象区間Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を含む。評価対象区間Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、予め定めた走行距離での勾配変動が予め定めた値以下の区間であり、具体的には、一定距離での勾配変動が１０％以内の区間である。この評価対象区間Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３において、運行管理コンピュータ２０は、全無人搬送車３０における推定勾配をサンプリングする。また、走行路には評価対象外区間Ａ１，Ａ２が設定されている。評価対象外区間Ａ１，Ａ２では勾配の変動が大きいので、評価対象外区間Ａ１，Ａ２は評価対象外として設定されている。具体的には、評価対象外区間Ａ１，Ａ２は、坂道の勾配が変わる箇所を含む。他にも、走行路においてデータ検出がしづらい区間が評価対象外として設定されている。即ち、運行管理コンピュータ２０は、走行路においてデータ取得が安定している部分のデータを採る。
　そして、運行管理コンピュータ２０は、勾配の平均値μと標準偏差σとに基づき、推定平均勾配が許容範囲μ±３σに入らないサンプル（無人搬送車３０）が存在するか否か判定する。図５（ｂ）の場合には推定平均（３）が許容範囲から外れている。推定平均勾配が許容範囲μ±３σから外れると、当該推定平均勾配に対応する無人搬送車３０における走行モータの性能が低下したり減速機の効率が低下したりタイヤの転がり抵抗が増加している等の異常が発生していることがわかる。走行路の勾配が、例えば、港湾での設計勾配（排水などの要件で設定した勾配）に対し５０％以上外れた状況、即ち、設計勾配が１％であるが１．５％以上となる状況においては、このような統計処理を行った結果、推定平均勾配が許容範囲から外れてしまうので無人搬送車３０が異常であると判定される。推定平均勾配が許容範囲から外れるとは、推定平均勾配が上限閾値を超えたり、下限閾値を下回ったりすることを意味する。
　このようにして、無人搬送車３０の性能の低下の早期発見が可能となる。即ち、作業中の異常停止の頻度を下げて、作業効率が向上する。
　上記実施形態によれば、上記（１），（２）に加えて以下のような効果を得ることができる。
　（３）勾配推定部は、取得した情報に基づいて、複数台の無人搬送車３０の各々が予め定められた走行路を走行する度に走行路の勾配を推定する。無人搬送車の搬送システム１０は、異常判定部としての運行管理コンピュータ２０を更に備えた。運行管理コンピュータ２０は、推定した各勾配について統計処理を行って、処理された推定勾配が許容範囲から外れた場合、許容範囲から外れた推定勾配に対応する無人搬送車３０に異常が発生していると判定する。即ち、推定勾配が上限閾値を超えたり、下限閾値を下回ったりした場合、運行管理コンピュータ２０は、推定勾配に対応する無人搬送車３０に異常が発生していると判定する。よって、複数台の無人搬送車３０を予め定められた走行路で走行させたとき、無人搬送車３０の異常を判定することができる。
　（４）無人搬送車の搬送システム１０において、予め定められた走行路における勾配を推定する評価対象区間Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、予め定めた走行距離での勾配変動が予め定めた値以下の区間として設定されている。よって、走行路の勾配をより高精度に推定することができる。
　（５）運行管理コンピュータ２０は、無人搬送車３０の搬送方法として、複数台の無人搬送車３０の各々が予め定められた走行路を走行する度に推定された走行路の勾配について統計処理を行う。処理された勾配が許容範囲から外れた場合、運行管理コンピュータ２０は、許容範囲から外れた推定勾配に対応する無人搬送車３０に異常が発生していると判定する。よって、複数台の無人搬送車３０を予め定められた走行路で走行させたとき、無人搬送車３０の異常を検出することができる。
　本実施形態の変形例を説明する。
　複数台のうちの１台の無人搬送車３０だけ当該無人搬送車３０のデータ（推定勾配）が許容範囲から外れた場合に当該無人搬送車３０に異常が発生していると判定するのではなく、１台の無人搬送車３０において日によってデータが許容範囲から外れた場合に当該無人搬送車３０に異常が発生していると判定するようにしてもよい。即ち、１台の無人搬送車３０における検出結果について経時的に大きく勾配測定結果が変化したとき、無人搬送車３０に異常が発生していると判定してもよい。
　このようにして単一の無人搬送車３０において、例えば新車時期とその後を比較して無人搬送車３０の異常を検出することによって、上位システムである運行管理コンピュータ２０を使わずに、自車両のコンピュータ３１だけで異常を判定できる、即ち異常判定を自己完結できる。
　・第２の実施形態では、無人搬送車３０の異常の判定のための統計処理として標準偏差σを用いての処理を例示したが、統計学に基づく異常の判定の統計処理であれば特に限定はされない。

Claims (5)

  1. 　無人搬送車の搬送システムであって、
    　予め定められた走行路で、一台の無人搬送車を複数回走行させたとき、複数台の無人搬送車を複数回ずつ走行させたとき、又は複数台の無人搬送車を一回ずつ走行させたときの前記無人搬送車の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する情報取得部と、
    　前記情報取得部により取得した情報に基づいて、前記無人搬送車が前記走行路を走行する度に前記走行路の勾配を推定する勾配推定部と、
    　前記勾配推定部により推定した勾配の平均化処理を行う平均化処理部と、
    を備えた無人搬送車の搬送システム。
  2. 　前記勾配推定部は、前記情報取得部により取得した情報に基づいて、前記複数台の無人搬送車の各々が前記予め定められた走行路を走行する度に前記走行路の勾配を推定し、
    　前記無人搬送車の搬送システムは、
    　前記勾配推定部により推定した勾配について統計処理を行って前記統計処理された推定勾配が許容範囲から外れた場合、許容範囲から外れた推定勾配に対応する無人搬送車に異常が発生していと判定する異常判定部を更に備えた請求項１に記載の無人搬送車の搬送システム。
  3. 　前記予め定められた走行路は勾配を推定するために使用される評価対象区間を含み、前記評価対象区間は、予め定めた走行距離での勾配変動が予め定めた値以下の区間である請求項１または２に記載の無人搬送車の搬送システム。
  4. 　無人搬送車の搬送方法であって、
    　予め定められた走行路で、一台の無人搬送車を複数回走行させたとき、複数台の無人搬送車を複数回ずつ走行させたとき、又は複数台の無人搬送車を一回ずつ走行させたときの前記無人搬送車の積載重量、走行速度及び走行加速度の情報を取得する工程と、
    　前記取得した情報に基づいて、前記無人搬送車が前記走行路を走行する度に前記走行路の勾配を推定する工程と、
    　当該推定した勾配の平均化処理を行う工程とを備える無人搬送車の搬送方法。
  5. 　複数台の前記無人搬送車の各々が前記予め定められた走行路を走行したときの推定された勾配について統計処理を行って前記処理された勾配が許容範囲から外れた場合、許容範囲から外れた前記勾配に対応する無人搬送車に異常が発生していると判定する工程を更に備える請求項４に記載の無人搬送車の搬送方法。
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