自走搬送車システム
【課題】電気二重層キャパシタの使用数量を減らすことができ、かつ、電力不足によって自走搬送車が停止してしまうような事態を避けることが可能な自走搬送車システムを提供にする。
【解決手段】自走搬送車３００対して電力を供給する給電ステーション２００とからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源３２０と、走行のための駆動源となる動力部３３０と、前記キャパシタ蓄電電源３２０から前記動力部３３０に放電を行う放電制御部３１１と、を有する自走搬送車３００と、前記キャパシタ蓄電電源３２０に充電を行う充電制御部２２０を有する給電ステーション２００と、からなり、前記キャパシタ蓄電電源３２０には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車３００が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部２２０は前記キャパシタ蓄電電源３２０を前記尖頭電圧まで充電する。
【解決手段】自走搬送車３００対して電力を供給する給電ステーション２００とからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源３２０と、走行のための駆動源となる動力部３３０と、前記キャパシタ蓄電電源３２０から前記動力部３３０に放電を行う放電制御部３１１と、を有する自走搬送車３００と、前記キャパシタ蓄電電源３２０に充電を行う充電制御部２２０を有する給電ステーション２００と、からなり、前記キャパシタ蓄電電源３２０には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車３００が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部２２０は前記キャパシタ蓄電電源３２０を前記尖頭電圧まで充電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や倉庫などで物品の搬送に用いられる自走搬送車システムに関し、さらに詳しく言えば、自走搬送車（ＡＧＶ）に搭載される電気二重層キャパシタなどを利用したキャパシタ蓄電電源に適切な給電を行うことができる自走搬送車システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動化や省力化を目的として、工場や倉庫などで物品の搬送に用いられ無人で運行される自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、走行用電動モータの動力部およびこの動力部の電力源としての蓄電部を搭載し、工場や倉庫などの床面に粘着された誘導テープなどによる誘導ラインに沿って、種々の走行経路を自動走行するように制御される。このような
従来、自走搬送車（ＡＧＶ）では、蓄電部としてバッテリが用いられ、バッテリに対する充電の必要が生じた場合や、運行管理ステーションからの物品の搬送要求が無い場合に、走行経路の内側等に設けられた充電ステーションを目的地として移動し、充電ステーションにおいて、充電器と接続されてバッテリが充電される。
【０００３】
このような自走搬送車（ＡＧＶ）に搭載されるバッテリとしては、従来では鉛バッテリが用いられていた。しかしながら、鉛バッテリでは、充電に要する時間が長く、またこのためバッテリを充電するための充電設備が多数必要となり、また寿命が比較的短い関係上バッテリを頻繁に交換する必要があるなどの問題があった。このようなバッテリ搭載型の自走搬送車（ＡＧＶ）のシステムについては、特許文献１（特開２００６−４８３６５号公報）に開示されたものなどがある。
【０００４】
ところで上記のような問題があるために、近年では、鉛バッテリに代わって、給電ステーションにおいて短時間の急速充電が可能で、長寿命で保守を必要としない電気二重層キャパシタなどのキャパシタを自走搬送車（ＡＧＶ）の蓄電部として用いることが提案されている。電気二重層キャパシタは、鉛バッテリに比べて急速な充放電が可能であるとともに、サイクル寿命がはるかに長いため、近年その用途が拡大している。
【特許文献１】特開２００６−４８３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自走搬送車（ＡＧＶ）の蓄電部として、電気二重層キャパシタを用いただけでは、電気二重層キャパシタを効率的に利用しているとは言い難い。すなわち、自走搬送車（ＡＧＶ）においては積載物用のスペースを十分に確保する必要があり、そのために、蓄電部の小型化が求められており、これに伴い、蓄電部として電気二重層キャパシタを実装する場合には、キャパシタが占めるスペースをなるべく狭くする必要があるが、従来のものはこのようなことが考慮されていない。上記のようにキャパシタのスペース効率を向上させたい一方で、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態は避けなくてはならない。
【０００６】
この発明は、自走搬送車（ＡＧＶ）を用いた自走搬送車システムにおいて、電気二重層キャパシタなどを利用したキャパシタ電源の利用可能な実エネルギー密度を高め、もってキャパシタ電源のスペースパフォーマンスの向上を図ると共に、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷に合わせてキャパシタ電源を効率よく充電し、キャパシタを無駄なく効率的に利用できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記のような種々の課題を解決するものであって、そのために請求項１に係る発明は、自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源と、走行のための駆動源となる動力部と、前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源と、走行のための駆動源となる動力部と、前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車が次の給電ステーション到達までに、システムが停止されると判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自走搬送車システムによれば、自走搬送車の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源を構成する電気二重層キャパシタなどの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め、自走搬送車の蓄電部スペースのコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の自走搬送車システムによれば、電気二重層キャパシタなどの使用数量が削減されたキャパシタ蓄電電源を用いても、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷などに合わせて、待機電圧より高い尖頭電圧まで充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムのブロック構成例を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの走行経路レイアウト例を示す図であり、図３は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける給電ステーションによる自走搬送車の給電状況を説明する図である。
【００１２】
本実施形態に係る自走搬送車システムの構成例を図１乃至図３に基づいて説明するが、本発明の自走搬送車システムにおける給電ステーションの設置数や、自走搬送車の台数などがこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、ホストコントローラを用いて、中央で制御を管理する方式について説明するが、このような方式によらず、各給電ステーションや各自走搬送車においてシーケンスの管理などを行うように構成することも可能である。
【００１３】
図１乃至図３において、１０は搬送経路、２０は商用電源、１００はホストコントローラ、１１０は管理データ記憶部、１２０は通信部、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは給電ステーション、２１０は主制御部、２２０は充電制御回路、２２１は計時部、２５０は電気接続部、２５１は第１端子、２５２は第２端子、２５３は第３端子
、３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃは自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、３１０は主制御部、３１１は放電制御部、３２０はキャパシタ蓄電電源、３２１はキャパシタモニタ部、３３０は動力部、３４０は通信部、３５０は電気接続部、３５１は第１端子、３５２は第２端子、３５３は第３端子をそれぞれ示している。
【００１４】
本実施形態の自走搬送車システムにおける運行管理は、図１に示す管理データ記憶部１１０に記憶されている管理データに基づいて、ホストコントローラ１００が行うようになっている。本実施形態は、３台の自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃが、搬送経路１０上を走行するものであり、これらの自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃは、通信部１２０から無線によって送信されるホストコントローラ１００からの指令信号を受信し、これに基づき走行・停止を繰り返す。
【００１５】
また、本実施形態では、搬送経路１０中に４台の給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄが設けられており、いずれの給電ステーションも自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃに対して給電を行うことができるようになっている。
【００１６】
なお、本実施形態では、給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄと自走搬送車の積載物の積み卸しを行う移載ステーションとが同一箇所に設けられているものである。この移載ステーションの詳細については図示省略している。したがって、本実施形態では、給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄにおいて、自走搬送車が停止し給電しつつ、物品の積み卸しを行うことが想定されている。
【００１７】
また、自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃのそれぞれには、積載物の積み卸しを行うためのクレーンなどを設けることも可能であるが、このような構成についても図示省略してある。ここでは、簡単のために自走搬送車のキャパシタ蓄電電源からは主として自走搬送車の走行のための電力が供給されるものとしている。各自走搬送車に設けられるクレーンを、キャパシタ蓄電電源からの給電で動作させるような場合には、その動作をさせるための電力量分も考慮するようにすればよい。
【００１８】
自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃのそれぞれには、固有のＩＤ（ここでは、それぞれのＩＤはＡＧＶ００１、ＡＧＶ００２、ＡＧＶ００３であるとする）が設けられており、ホストコントローラ１００やステーションはこれらＩＤを識別することによって、それぞれへの制御や給電などを行うようにしている。
【００１９】
次に、図３を参照しつつ、給電ステーション２００から自走搬送車３００への給電についてより詳細に説明する。ステーションにて給電を行うときにおいては、給電ステーション２００の電気接続部２５０と、自走搬送車３００の電気接続部３５０とが電気接続することによって給電を行う。電気接続部２５０の第１端子２５１及び第２端子２５２は、電気接続部３５０の第１端子２５１及び第２端子２５２は、電力給電用途の電気接続部であり、第３端子２５３及び第３端子３５３は制御信号の送受のための電気接続部である。当該制御信号の送受については、図中に示されるような信号や検出値などのやりとりがその内容である。
【００２０】
上記のようにそれぞれの電気接続部が導通することによって、商用電源２０から供給される交流電力は、充電制御部２２０によって整流され、自走搬送車３００の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源３２０に給電されるようになっている。主制御部２１０はホストコントローラ１００から送信される信号や、自走搬送車（ＡＧＶ）３００側から送信される信号に基づいて、充電制御部２２０を制御することによって、キャパシタ蓄電電源３２０をシチュエーションに応じた最適な状態に充電することができるようになっている。また、
充電制御回路２２０は、現在時刻を計時する計時部２２１を備えており、制御動作に供している。また、充電制御回路２２０は、キャパシタ蓄電電源３２０の充電が完了した際には、自走搬送車（ＡＧＶ）３００側の主制御部３１０に対して充電完了信号を送信する。
【００２１】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００におけるキャパシタ蓄電電源３２０は、複数個のキャパシタを直並列に接続することによって、主負荷である動力部３３０の要求に応じた定格容量の構成とし、充電して蓄電し動力部３３０に給電するものである。また、キャパシタ蓄電電源３２０は、例えば電気二重層キャパシタ、又は電気二重層キャパシタの一種であるナノゲートキャパシタ、又はこれらキャパシタを任意に組み合わせて構成したものなどを用いて構成するものであり、短時間の大電流放電、大電力の供給を可能にするものである。充電制御回路２２０は、商用電源２０を電源として、これらの電源からキャパシタ蓄電電源３２０を充電する回路であり、放電制御部３１１は、動力部３３０に対する給電要求に応じて、キャパシタ蓄電電源３２０から蓄電された電力を放電するものである。
【００２２】
キャパシタモニタ部３２１はキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖc、温度などのキ
ャパシタの状態を検出して、主制御部３１０に送信する。
【００２３】
主制御部３１０は、動力部３３０の運転開始や給電要求の指令信号が通信部３４０を介してホストコントローラ１００から入力され、放電制御部３１１を制御することによって、動力部３３０の動作状態を変更し、自走搬送車３００の走行をコントロールする。
【００２４】
主制御部３１０は、キャパシタモニタ部３２１でモニタされたキャパシタ状態を示す各検出信号を、第３端子を介して給電ステーション２００側の主制御部２１０に送信する。また、主制御部３１０は不図示の記憶手段に格納される自車両のＩＤ情報を第３端子を介して給電ステーション２００側の主制御部２１０に送信する。
【００２５】
主制御部３１０は、キャパシタ蓄電電源３２０、動力部３３０の構成、要求される制御の内容によって、適宜キャパシタ蓄電電源３２０の充放電電流、充電電圧、温度などの検出信号、動力部３３０の端子電圧、負荷電流（放電電流）などの検出信号、その他制御に必要な検出信号を入力する。これによって、例えば、キャパシタ蓄電電源３２０を構成する複数個の電気二重層キャパシタのバンク切換などを行いつつ、キャパシタ蓄電電源３２０の充電放電制御を行う。このようなキャパシタ蓄電電源３２０の制御には従来周知の方法を適宜用いることができる。
【００２６】
本実施形態において特筆すべきであることは、待機電圧Ｖchと、それより高い尖頭電圧Ｖcpとを設定して、自走搬送車３００の将来の状態を予測、判断した上で、給電ステーション２００側の充電制御回路２２０はキャパシタ蓄電電源３２０を尖頭電圧Ｖcpまで充電したりするものである。
【００２７】
次に、本実施形態の自走搬送車システムにおいて、キャパシタ蓄電電源３２０の充電制御を行うために、ホストコントローラ１００が参照する管理データ記憶部１１０の記憶データについて説明する。図４は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの管理データ記憶部が記憶するデータ構造例を示す図である。なお管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車の運行管理全般に係る記憶データが含まれるものであるが、図４に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、キャパシタ蓄電電源３２０の充電制御を行うためのもののみに限定されて示めしている。
【００２８】
図４（Ａ）に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が走行する搬送経路１０に係るデータである。図４（Ａ）のデータは経路データであり、搬送経路１０中の４台の給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄの
間の距離に係るデータが記憶されているものである。
【００２９】
図４（Ｂ）に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車システムの運行時間に係るものである。図４（Ｂ）のデータは稼働／停止時間データであり、１日のうちの「稼働時間」、「停止時間」が記憶されている。また、一日の稼働時間の最後は、自走搬送車（ＡＧＶ）３００を待機電圧に設定する「待機電圧設定時間」として記憶される。
【００３０】
図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）に示す管理データ記憶部１１０における記憶データは、３台の自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃそれぞれの仕事量に係るものである。図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）のデータはＩＤがＡＧＶ００１〜ＡＧＶ００３の仕事量データであり、それぞれの自走搬送車の積載量及び移動区間（距離）による仕事量が記憶される。なお、図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）に示すデータは、自走搬送車の運行における全ての周回で同じ仕事を行うような場合のものが示されていが、図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）のデータで、自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの仕事を周回毎に異なったものとするなど、より詳細に規定すること可能である。
【００３１】
ここで、本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源３２０の充電制御の概要について説明する。図８は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源の使用方法を説明する図である。
【００３２】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖc
は、一日の稼働時間の最後においては、待機電圧Ｖch以下の電圧の充電状態に維持される。この状態は、待機電圧Ｖch或いはそれ以下の電圧を設定電圧として、充電制御回路２２０を通して商用電源２０からキャパシタ蓄電電源３２０を充電されることにより維持される。その後は、自己放電により充電電圧の低下があっても充電を停止したまま放置してもよいし、充電制御回路２２０を通して商用電源２からフロートモードでキャパシタ蓄電電源３２０を充電して設定電圧に維持するようにしてもよい。
【００３３】
自走搬送車３００においては、通信部３４０を介してホストコントローラ１００から入力される走行指令に基づき、放電制御部３１１がキャパシタ蓄電電源３２０を放電し、動力部３３０を駆動させることにより自走搬送車３００を走行させる。そして、自走搬送車３００が次の給電ステーション２００に到着し互いに電気接続を行う時刻ｔstにおいて、キャパシタ蓄電電源３２０の給電が開始される。通常の給電ステーション２００における給電の場合、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcが所定の電圧Ｖａに到達したら、
充電を停止し、給電ステーション２００から発進するように制御される。
【００３４】
次に、給電ステーション２００における尖頭電圧Ｖcpまで充電を行う充電について説明する。ここで、待機電圧Ｖchより高い尖頭電圧Ｖcpまでキャパシタ蓄電電源３２０を充電することをスイングバック充電と称する。
【００３５】
時刻ｔhrにおいて、自走搬送車３００が給電ステーション２００に停止し、主制御部２１０が、図８に示すようにスイングバック充電を行うように制御すると、充電制御部２２０を通して商用電源２０からキャパシタ蓄電電源３２０を尖頭電圧Ｖcpまで充電する。そして、キャパシタ蓄電電源３２０が尖頭電圧Ｖcpまで充電された時点ｔosから、ホストコントローラ１００からの運転要求に基づきキャパシタ蓄電電源３２０から放電制御部３１１を通して動力部３３０に放電を開始する。
【００３６】
このように本実施形態の自走搬送車システムでは、必要に応じて自走搬送車（ＡＧＶ）３００のキャパシタ蓄電電源３２０に対し、尖頭電圧Ｖcpをスイングバック定格として負荷５の運転開始時に充電電圧Ｖcを尖頭電圧Ｖcpまで急速充電してから動力部３３０に放
電を開始する。
【００３７】
このことにより、キャパシタ蓄電電源３２０が最大出力時の尖頭電圧Ｖcpに充電されたまま長時間保持されることがなくなる。つまり、動力部３３０が起動するまでの長時間放置される準備状態では、尖頭電圧Ｖcpより低い電圧でキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧が保持される。したがって、キャパシタ蓄電電源３２０が準備状態で高い充電電圧に放置されることにより性能劣化が進むのを防ぐことができる。しかも、動力部３３０に給電を開始する時には、完全な放電状態ではなく、待機電圧Ｖchの近傍から急速充電するので、起動時間を短縮することができる。また、尖頭電圧Ｖcpまで充電電圧を高めることにより、待機電圧Ｖchに比べ蓄電量を大幅に増大させることができ、構成するキャパシタの使用数量を減らすことができる。そのことは、より蓄電密度、エネルギー密度を高め電源の小型、軽量、コンパクト化を図ることができ、キャパシタ蓄電電源３２０の利用効率の大幅な向上を図ることができる。
【００３８】
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの給電時の制御について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける充電制御処理のフローチャートを示す図である。なお、本フローチャートは、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止し、端子による電気接続が完了し、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を受けるときの流れを示したものである。
【００３９】
図５において、ステップＳ１００で充電制御処理が開始されると、次にステップＳ１０１に進み、充電制御処理部２２０はキャパシタ蓄電電源３２０の充電を開始する。
【００４０】
続くステップＳ１０２では主制御部２１０は、自走搬送車３００から当該自走搬送車のＩＤデータを取得する。
【００４１】
ステップＳ１０３では、当該自走搬送車のＩＤデータに基づいて、ホストコントローラ１００から当該ＩＤの自走搬送車の仕事量データを読み込む。また、同時に、ホストコントローラ１００から停止時間データ、待機電圧設定時間データ読み込みを行う。
【００４２】
ステップＳ１０４では、計時部２１１を参照して、現在時刻が待機電圧設定時間であるか否かを判定する。ステップＳ１０４の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１１２に進み、ステップＳ１１２において待機電圧設定処理のサブルーチンを実行する。この待機電圧設定処理のサブルーチンについては後に説明する。ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ１０４の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、当該自走搬送車の次の仕事量が所定仕事量以上であるか否かが判定される。ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳであるときには、スイングバック充電を行うために、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０５の判定結果がＮＯであるときには、ステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、次の給電ステーション到達までに停止時間が到来するか否かが判定される。ステップＳ１０６の判定結果がＹＥＳであるときには、スイングバック充電を行うために、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０６の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０７に進み、キャパシタ蓄電電源３２０に通常の充電を行う。
【００４５】
ステップＳ１０７では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込み、ステッ
プＳ１０８では、充電電圧Ｖcが所定電圧Ｖaか否かが判定される。ステップＳ１０８の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０７に戻り、判定結果がＹＥＳであるときには
ループを抜けて、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、自走搬送車に対して充電完了信号を送信し、ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１１０では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込み、ステ
ップＳ１１１では、充電電圧Ｖcが尖頭電圧Ｖcpか否かが判定される。ステップＳ１１１
の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１１０に戻り、判定結果がＹＥＳであるときにはループを抜けて、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、自走搬送車に対して充電完了信号を送信し、ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４７】
このように本発明の自走搬送車システムでは、予測される仕事量、システムが停止する時間に合わせて、待機電圧Ｖchより高い尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【００４８】
次に、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止しキャパシタ蓄電電源３２０の充電を受けるときにおける給電ステーション２００、ホストコントローラ１００及び自走搬送車３００の間の信号のやりとについて説明する。図６は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるホストコントローラ１００、給電ステーション２００、自走搬送車３００間の信号の送受の流れについて説明する。
【００４９】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止し、電気接続が完了すると、ステップＳ２００においては、給電ステーション２００から自走搬送車３００に対して、そのＩＤの問い合わせが実行される。
【００５０】
ステップＳ２０１では、自走搬送車３００が給電ステーション２００に対し自らのＩＤを回答する。
【００５１】
ステップＳ２０２では、給電ステーション２００がホストコントローラ１００に対して、次の給電ステーションまでの仕事量データ、停止時間データ、待機電圧設定時間データが問い合わせられる。
【００５２】
これに対して、ホストコントローラ１００は、ステップＳ２０３で、仕事量データ、停止時間データ、待機電圧設定時間データを回答する。
【００５３】
自走搬送車３００の充電が完了すると、ステップＳ２０４では、自走搬送車３００に対して充電完了信号が送信される。
【００５４】
また、不図示のクレーンなどによる積載物品の移載作業が完了すると、ステップＳ２０５において、給電ステーション２００がホストコントローラ１００に対して、作業完了報告を送信する。
【００５５】
また、ステップＳ２０６では、自走搬送車３００がホストコントローラ１００に対して充電完了を報告する。
【００５６】
給電ステーション２００から作業完了報告を、そして、自走搬送車３００から充電完了報告を受信したホストコントローラ１００は、ステップＳ２０７において、自走搬送車３００に対して走行指令を送出し、次の自走搬送車３００を次の給電ステーションに向けて走行させる。
【００５７】
次に、ステップＳ１１２における待機電圧設定処理のサブルーチンについて説明する。
図７は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける待機電圧設定処理のサブルーチンのフローチャートを示す図である。
【００５８】
図７において、ステップＳ３００で調整処理のサブルーチンが開始されると、次にステップＳ３０１に進み、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcが読み込まれる。
【００５９】
次のステップＳ３０２では、ＶcとＶchとの値が比較され、ＶcとＶchとの関係が「Ｖc
＝Ｖch」、「Ｖc＜Ｖch」、「Ｖc＞Ｖch」のいずれであるかが判定される。ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＝Ｖch」であるときにはステップＳ３１１に進みリターンし
、ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＜Ｖch」であるときにはステップＳ３０３に
進み、ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＞Ｖch」であるときにはステップＳ３０
７に進む。
【００６０】
ステップＳ３０３では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を開始し、ステップＳ３０４で、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込む。ステップＳ３０５では、当該
充電電圧Ｖcが待機電圧Ｖchに相当するか否かが判定される。
【００６１】
ステップＳ３０５における判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０５における判定結果がＮＯであるときにはステップＳ３０５をループする。
【００６２】
ステップＳ３０６では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を停止する。ステップＳ３１１でリターンし、メインルーチン処理に戻る。
【００６３】
ステップＳ３０７では、キャパシタ蓄電電源３２０の放電を開始し、ステップＳ３０８で、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込む。なお、放電電流は不図示の抵
抗で熱などに変換するようにするとよい。
ステップＳ３０９では、当該充電電圧Ｖcが待機電圧Ｖchに相当するか否かが判定される
。
【００６４】
ステップＳ３０９における判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ３１０に進み、ステップＳ３０９における判定結果がＮＯであるときにはステップＳ３０９をループする。
【００６５】
ステップＳ３１０では、キャパシタ蓄電電源３２０の放電を停止する。ステップＳ３１１でリターンし、メインルーチン処理に戻る。
【００６６】
本発明の自走搬送車システムが待機電圧設定処理を行うことにより、キャパシタ蓄電電源３２０は、最大出力時の尖頭電圧Ｖcpに充電されたまま長時間保持されることがなく待機電圧Ｖchに維持されるようになる。つまり、自走搬送車が長時間放置される状態では、尖頭電圧Ｖcpより低い待機電圧Ｖch以下でキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧を保持される。これにより、キャパシタ蓄電電源３２０を構成するＥＤＬＣなどが準備状態で高い充電電圧に放置されることにより性能劣化が進むのを防ぐことができる。
【００６７】
また、自走搬送車３００の仕事量が大きいときや、或いは、停止時間が到来すると予想されるときは、尖頭電圧Ｖcpまで充電電圧を高めることにより、待機電圧Ｖchに比べ蓄電量を大幅に増大させることができる。これにより、構成する電気二重層キャパシタの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め電源の小型、軽量、コンパクト化を図ることができ、キャパシタ蓄電電源３２０の利用効率の大幅な向上を図ることができる。また、システムの停止時間中に、自走搬送車３００の蓄電量が消失し、給電
ステーション外で自走搬送車３００が停止してしまう事態を避けることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態におけるキャパシタ蓄電電源３２０の具体的な事例に基づき説明する。まず、キャパシタ蓄電電源の一般的な設計仕様、特性について説明する。図９はキャパシタ設計仕様データの構成例を示す図であり、図１０は電圧と劣化特性との関係を説明する図である。
【００６９】
キャパシタ設計仕様データは、例えば図９に示すモジュール電圧ｖM、セル直列数ＮS、モジュール静電容量ＣM、モジュール内部抵抗ｒM、モジュール直列数ＮMS、並列数ＮMP、バンク電圧ｖB（満充電時の電圧ｖBf）、バンク静電容量ＣB、バンク内部抵抗ｒB、モジ
ュール数ＮM等の定格仕様を含む、所謂キャパシタ蓄電電源の設計仕様データである。モ
ジュールは、所定数のセルを直列接続したキャパシタ蓄電電源の基本構成単位であり、バンクは、複数個のモジュールを直列接続し、さらにそれらを並列接続してキャパシタ蓄電電源を構成するものである。
【００７０】
例えば２．５（Ｖ）のセルを２０個直列接続してモジュール電圧ｖMが５０（Ｖ）のモ
ジュールが構成される。このモジュールを基本構成単位とすると、負荷の使用（開始）電圧ｖLが６５０（Ｖ）である場合には、１３個のモジュールを直列接続するものとして並
列数１のバンクが選択、設定される。つまり、モジュール直列数ＮMSが１３、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が６５０（Ｖ）のバンク構成にすることで、バンク静電容量ＣBはＣM／１３、バンク内部抵抗ｒBは１３×ｒMにより求められる。並列数ＮMPが１から２になれば、それに応じて新たなバンク静電容量ＣBが２倍、バンク内部抵抗ｒBが２分の１、モジュール数ＮMが２倍になる。このようにバンクに関する定格仕様の値は、バンク電圧が決
まると共に他の値も決まる。
【００７１】
キャパシタの容量Ｃを少しでも大きく、利用できる蓄電量ｗ（＝ＣＶ2／２）を多く、
自己放電を最小にすることが求められている。しかし、これらはキャパシタに本質的なものとして、その性能向上を待つほかにないとのいうのが通常の認識である。キャパシタは、静電容量Ｃが使用により当初の１００％から経時的に何％の劣化があるか、その劣化度Ｄを指標にすると、劣化度Ｄは、図１０に示すように時間ｔの平方根√ｔに比例する。しかも、その劣化の程度は、電圧Ｖch、Ｖcp（＞Ｖch）によって変化し、同じ劣化度Ｄの劣化に要する時間ｔは電圧差ΔＶに比例して電圧が低くなるほど長くなる（例えば、特許第３９６９７３６号公報参照）。
【００７２】
キャパシタの電圧Ｖchにおける劣化度ＤVhは時間ｔVhの平方根に比例することから、劣化係数αVhは、
【００７３】
【数１】
により求められる。ここで、劣化係数αVhは、電圧Ｖchにおいて劣化度ＤVhの劣化に時間ｔVhを要するという係数になる。いま、劣化度Ｄrを固定値に設定すると、それぞれの電
圧Ｖs、Ｖrにおいてその劣化度Ｄrの劣化に要する時間ｔVsr、ｔVrrより電圧Ｖxに関する値が求められる。すなわち、同じ劣化度の劣化に要する時間は電圧差の関数になることから、電圧Ｖxにおける劣化度Ｄrの劣化に要する時間ｔVxrは、
【００７４】
【数２】
ここで、λVr＝ｔVsr ／ｔVrr ：劣化時間の倍率
Ｖｉｎｔ＝Ｖｒ−Ｖｓ ：電圧差
となる。その結果、電圧Ｖｘにおける劣化係数αVxは、
【００７５】
【数３】
により求められる。
【００７６】
従来のキャパシタ蓄電電源は、負荷の使用（開始）電圧ｖLに対応する満充電時のバン
ク電圧（ｖBf）のバンク構成が選定される。この満充電時のバンク電圧（ｖBf）は、その充電状態で所定の劣化度、例えば８０％の劣化に要する時間以上の寿命を有する、つまりフロート定格電圧である。尖頭電圧Ｖcpは、負荷の使用（開始）電圧ｖLに相当するので
、従来のキャパシタ蓄電電源では、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が尖頭電圧Ｖcpとなるキャパシタ蓄電電源が選定される。しかし、本実施形態では、待機電圧Ｖchを設定して放電開始直前に尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電（プリチャージ）することにより、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が待機電圧Ｖchとなるキャパシタ蓄電電源を選定することができる。それは、尖頭電圧Ｖcpの充電状態が短時間となるため、その間の充電状態によるキャパシタ蓄電電源の性能劣化、影響を低く抑えることができるからである。
【００７７】
本実施形態において、設計仕様である満充電時のバンク電圧（ｖBf）を待機電圧Ｖchとして、尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電する場合、尖頭電圧Ｖcpの劣化特性は、図１０により説明した電圧と劣化特性との関係には当てはまらない。それは、図１０に示す特性は、その電圧の充電状態が維持されたフロートモードにおける劣化であり、すぐ放電される一時的な電圧の充電状態に対する特性ではないからである。本実施形態のスイングバック充電される、所謂スイングバック定格電圧としての尖頭電圧Ｖcpは、例えば次のようにして選定される。
【００７８】
尖頭電圧Ｖcpを選定するための試験では、サイクルモード寿命試験により、例えば負荷５の運転インターバルに相当する所定の繰り返し周期でキャパシタ蓄電電源の充電電圧をパルス状に急速充放電したとき、性能劣化が所定の範囲内となる電圧を求める。このパルス状の急速充放電試験を待機電圧Ｖchから徐々に電圧を上げながら繰り返し行うと、性能劣化の進行が大きくなる電圧を見出すことができる。この変化点となる電圧以下の電圧を尖頭電圧Ｖcpとして選定することができる。これは、キャパシタ内の不純物が電気分解により蓄積して劣化を始める電圧に相当し、キャパシタに依存する値である。例えば２．７Ｖのフロート定格電圧の電気二重層キャパシタでは、２．７Ｖの待機電圧Ｖchに対して３Ｖ程度を尖頭電圧Ｖcpとすることができる。これに対し、２．９Ｖのフロート定格電圧のナノゲートキャパシタでは、２．９Ｖの待機電圧Ｖchに対して３．７Ｖ程度を尖頭電圧Ｖcpとすることができる。勿論これ以下の電圧で待機電圧Ｖchより高い電圧であれば本実施形態の発明の効果は得られる。
【００７９】
図１１はキャパシタの充放電特性と電圧との関係を説明する図である。キャパシタは、充電電圧を高電圧まで上げることにより静電容量に増す傾向が観られる。それは、例えば図１１に示すように待機電圧Ｖchから電圧０Ｖまでの放電時間ΔｔとΔｔ′（＞Δｔ）に差によって観察できる。図１１に示す充放電特性は、キャパシタを待機電圧Ｖchまで定電
流充電し、緩和充電（フロートモード）の後、定電流放電をした特性と同様に尖頭電圧Ｖcpまで定電流充電したときのものである。
【００８０】
また、エネルギー密度を試算すると、２．９Ｖの待機電圧Ｖch、つまり満充電時のバンク電圧（ｖBf）を３．７Ｖまでスイングバック充電して蓄電すると、約１．３倍に電圧を上げることによりエネルギー密度を１．６倍まで上げることができる。充電時間では、０Ｖから３．７Ｖまでの定電流による標準充電時間を６０秒とすると、２．９Ｖから３．７Ｖまでの充電時間は約１３秒になり、大幅な充電時間の短縮となる。
【００８１】
このように本実施形態では、使用の直前に充電し直ちに放電するので、比較的高電圧まで上げてもキャパシタの寿命への影響を少なくして実効蓄電出力を増大させることができる。また、高電圧まで充電すれば、キャパシタの漏れ電流による自己放電が増大するのは当然であるが、待機時は尖頭電圧Ｖcpより低い待機電圧Ｖchにとどめるので、自己放電をむしろ減少させることができる。しかも、自己放電により減少した電荷は使用の直前にスイングバック充電により埋め戻されるで、実質的に自己放電の影響は無視できる。したがって、小型、コンパクトにして大容量化したキャパシタ蓄電電源が実現でき、必要以上の設計仕様の容量に選定することによる無駄をなくすことができる。
【００８２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、電気二重層キャパシタ、ナノゲートキャパシタを具体的な数値で示したが、設計仕様の異なる各種のキャパシタにも同様に適用できることは勿論である。また、待機電圧Ｖchは、満充電時のバンク電圧（ｖBf）に相当する電圧として説明したが、公称定格電圧や最高充電電圧、使用電圧などに相当する電圧或いはそれ以下の電圧とし、尖頭電圧Ｖcpは、それより高い電圧として性能劣化が著しくならない電圧を適宜選定することができる。
【００８３】
以上、本発明の自走搬送車システムによれば、自走搬送車の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源を構成する電気二重層キャパシタなどの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め、自走搬送車の蓄電部スペースのコンパクト化を図ることができる。
【００８４】
また、本発明の自走搬送車システムによれば、電気二重層キャパシタなどの使用数量が削減されたキャパシタ蓄電電源を用いても、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷、停止時間などに合わせて、待機電圧より高い尖頭電圧までスイングバック充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムのブロック構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの走行経路レイアウト例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける給電ステーションによる自走搬送車の給電状況を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの管理データ記憶部が記憶するデータ構造例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける充電制御処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるホストコントローラ、給電ステーション、自走搬送車間の信号の送受の流れについて説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける待機電圧設定処理のサブルーチンのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源の使用方法を説明する図である。
【図９】キャパシタ設計仕様データの構成例を示す図である。
【図１０】電圧と劣化特性との関係を説明する図である。
【図１１】キャパシタの充放電特性と電圧との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・搬送経路、２０・・・商用電源、１００・・・ホストコントローラ、１１０・・・管理データ記憶部、１２０・・・通信部、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ・・・給電ステーション、２１０・・・主制御部、２２０・・・充電制御回路、２２１・・・計時部、２５０・・・電気接続部、２５１・・・第１端子、２５２・・・第２端子、２５３・・・第３端子、３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ・・・自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、３１０・・・主制御部、３１１・・・放電制御部、３２０・・・キャパシタ蓄電電源、３２１・・・キャパシタモニタ部、３３０・・・動力部、３４０・・・通信部、３５０・・・電気接続部、３５１・・・第１端子、３５２・・・第２端子、３５３・・・第３端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や倉庫などで物品の搬送に用いられる自走搬送車システムに関し、さらに詳しく言えば、自走搬送車（ＡＧＶ）に搭載される電気二重層キャパシタなどを利用したキャパシタ蓄電電源に適切な給電を行うことができる自走搬送車システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動化や省力化を目的として、工場や倉庫などで物品の搬送に用いられ無人で運行される自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、走行用電動モータの動力部およびこの動力部の電力源としての蓄電部を搭載し、工場や倉庫などの床面に粘着された誘導テープなどによる誘導ラインに沿って、種々の走行経路を自動走行するように制御される。このような
従来、自走搬送車（ＡＧＶ）では、蓄電部としてバッテリが用いられ、バッテリに対する充電の必要が生じた場合や、運行管理ステーションからの物品の搬送要求が無い場合に、走行経路の内側等に設けられた充電ステーションを目的地として移動し、充電ステーションにおいて、充電器と接続されてバッテリが充電される。
【０００３】
このような自走搬送車（ＡＧＶ）に搭載されるバッテリとしては、従来では鉛バッテリが用いられていた。しかしながら、鉛バッテリでは、充電に要する時間が長く、またこのためバッテリを充電するための充電設備が多数必要となり、また寿命が比較的短い関係上バッテリを頻繁に交換する必要があるなどの問題があった。このようなバッテリ搭載型の自走搬送車（ＡＧＶ）のシステムについては、特許文献１（特開２００６−４８３６５号公報）に開示されたものなどがある。
【０００４】
ところで上記のような問題があるために、近年では、鉛バッテリに代わって、給電ステーションにおいて短時間の急速充電が可能で、長寿命で保守を必要としない電気二重層キャパシタなどのキャパシタを自走搬送車（ＡＧＶ）の蓄電部として用いることが提案されている。電気二重層キャパシタは、鉛バッテリに比べて急速な充放電が可能であるとともに、サイクル寿命がはるかに長いため、近年その用途が拡大している。
【特許文献１】特開２００６−４８３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自走搬送車（ＡＧＶ）の蓄電部として、電気二重層キャパシタを用いただけでは、電気二重層キャパシタを効率的に利用しているとは言い難い。すなわち、自走搬送車（ＡＧＶ）においては積載物用のスペースを十分に確保する必要があり、そのために、蓄電部の小型化が求められており、これに伴い、蓄電部として電気二重層キャパシタを実装する場合には、キャパシタが占めるスペースをなるべく狭くする必要があるが、従来のものはこのようなことが考慮されていない。上記のようにキャパシタのスペース効率を向上させたい一方で、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態は避けなくてはならない。
【０００６】
この発明は、自走搬送車（ＡＧＶ）を用いた自走搬送車システムにおいて、電気二重層キャパシタなどを利用したキャパシタ電源の利用可能な実エネルギー密度を高め、もってキャパシタ電源のスペースパフォーマンスの向上を図ると共に、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷に合わせてキャパシタ電源を効率よく充電し、キャパシタを無駄なく効率的に利用できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記のような種々の課題を解決するものであって、そのために請求項１に係る発明は、自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源と、走行のための駆動源となる動力部と、前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、キャパシタ蓄電電源と、走行のための駆動源となる動力部と、前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、前記自走搬送車が次の給電ステーション到達までに、システムが停止されると判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自走搬送車システムによれば、自走搬送車の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源を構成する電気二重層キャパシタなどの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め、自走搬送車の蓄電部スペースのコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の自走搬送車システムによれば、電気二重層キャパシタなどの使用数量が削減されたキャパシタ蓄電電源を用いても、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷などに合わせて、待機電圧より高い尖頭電圧まで充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムのブロック構成例を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの走行経路レイアウト例を示す図であり、図３は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける給電ステーションによる自走搬送車の給電状況を説明する図である。
【００１２】
本実施形態に係る自走搬送車システムの構成例を図１乃至図３に基づいて説明するが、本発明の自走搬送車システムにおける給電ステーションの設置数や、自走搬送車の台数などがこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、ホストコントローラを用いて、中央で制御を管理する方式について説明するが、このような方式によらず、各給電ステーションや各自走搬送車においてシーケンスの管理などを行うように構成することも可能である。
【００１３】
図１乃至図３において、１０は搬送経路、２０は商用電源、１００はホストコントローラ、１１０は管理データ記憶部、１２０は通信部、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは給電ステーション、２１０は主制御部、２２０は充電制御回路、２２１は計時部、２５０は電気接続部、２５１は第１端子、２５２は第２端子、２５３は第３端子
、３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃは自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、３１０は主制御部、３１１は放電制御部、３２０はキャパシタ蓄電電源、３２１はキャパシタモニタ部、３３０は動力部、３４０は通信部、３５０は電気接続部、３５１は第１端子、３５２は第２端子、３５３は第３端子をそれぞれ示している。
【００１４】
本実施形態の自走搬送車システムにおける運行管理は、図１に示す管理データ記憶部１１０に記憶されている管理データに基づいて、ホストコントローラ１００が行うようになっている。本実施形態は、３台の自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃが、搬送経路１０上を走行するものであり、これらの自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃは、通信部１２０から無線によって送信されるホストコントローラ１００からの指令信号を受信し、これに基づき走行・停止を繰り返す。
【００１５】
また、本実施形態では、搬送経路１０中に４台の給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄが設けられており、いずれの給電ステーションも自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃに対して給電を行うことができるようになっている。
【００１６】
なお、本実施形態では、給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄと自走搬送車の積載物の積み卸しを行う移載ステーションとが同一箇所に設けられているものである。この移載ステーションの詳細については図示省略している。したがって、本実施形態では、給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄにおいて、自走搬送車が停止し給電しつつ、物品の積み卸しを行うことが想定されている。
【００１７】
また、自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃのそれぞれには、積載物の積み卸しを行うためのクレーンなどを設けることも可能であるが、このような構成についても図示省略してある。ここでは、簡単のために自走搬送車のキャパシタ蓄電電源からは主として自走搬送車の走行のための電力が供給されるものとしている。各自走搬送車に設けられるクレーンを、キャパシタ蓄電電源からの給電で動作させるような場合には、その動作をさせるための電力量分も考慮するようにすればよい。
【００１８】
自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃのそれぞれには、固有のＩＤ（ここでは、それぞれのＩＤはＡＧＶ００１、ＡＧＶ００２、ＡＧＶ００３であるとする）が設けられており、ホストコントローラ１００やステーションはこれらＩＤを識別することによって、それぞれへの制御や給電などを行うようにしている。
【００１９】
次に、図３を参照しつつ、給電ステーション２００から自走搬送車３００への給電についてより詳細に説明する。ステーションにて給電を行うときにおいては、給電ステーション２００の電気接続部２５０と、自走搬送車３００の電気接続部３５０とが電気接続することによって給電を行う。電気接続部２５０の第１端子２５１及び第２端子２５２は、電気接続部３５０の第１端子２５１及び第２端子２５２は、電力給電用途の電気接続部であり、第３端子２５３及び第３端子３５３は制御信号の送受のための電気接続部である。当該制御信号の送受については、図中に示されるような信号や検出値などのやりとりがその内容である。
【００２０】
上記のようにそれぞれの電気接続部が導通することによって、商用電源２０から供給される交流電力は、充電制御部２２０によって整流され、自走搬送車３００の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源３２０に給電されるようになっている。主制御部２１０はホストコントローラ１００から送信される信号や、自走搬送車（ＡＧＶ）３００側から送信される信号に基づいて、充電制御部２２０を制御することによって、キャパシタ蓄電電源３２０をシチュエーションに応じた最適な状態に充電することができるようになっている。また、
充電制御回路２２０は、現在時刻を計時する計時部２２１を備えており、制御動作に供している。また、充電制御回路２２０は、キャパシタ蓄電電源３２０の充電が完了した際には、自走搬送車（ＡＧＶ）３００側の主制御部３１０に対して充電完了信号を送信する。
【００２１】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００におけるキャパシタ蓄電電源３２０は、複数個のキャパシタを直並列に接続することによって、主負荷である動力部３３０の要求に応じた定格容量の構成とし、充電して蓄電し動力部３３０に給電するものである。また、キャパシタ蓄電電源３２０は、例えば電気二重層キャパシタ、又は電気二重層キャパシタの一種であるナノゲートキャパシタ、又はこれらキャパシタを任意に組み合わせて構成したものなどを用いて構成するものであり、短時間の大電流放電、大電力の供給を可能にするものである。充電制御回路２２０は、商用電源２０を電源として、これらの電源からキャパシタ蓄電電源３２０を充電する回路であり、放電制御部３１１は、動力部３３０に対する給電要求に応じて、キャパシタ蓄電電源３２０から蓄電された電力を放電するものである。
【００２２】
キャパシタモニタ部３２１はキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖc、温度などのキ
ャパシタの状態を検出して、主制御部３１０に送信する。
【００２３】
主制御部３１０は、動力部３３０の運転開始や給電要求の指令信号が通信部３４０を介してホストコントローラ１００から入力され、放電制御部３１１を制御することによって、動力部３３０の動作状態を変更し、自走搬送車３００の走行をコントロールする。
【００２４】
主制御部３１０は、キャパシタモニタ部３２１でモニタされたキャパシタ状態を示す各検出信号を、第３端子を介して給電ステーション２００側の主制御部２１０に送信する。また、主制御部３１０は不図示の記憶手段に格納される自車両のＩＤ情報を第３端子を介して給電ステーション２００側の主制御部２１０に送信する。
【００２５】
主制御部３１０は、キャパシタ蓄電電源３２０、動力部３３０の構成、要求される制御の内容によって、適宜キャパシタ蓄電電源３２０の充放電電流、充電電圧、温度などの検出信号、動力部３３０の端子電圧、負荷電流（放電電流）などの検出信号、その他制御に必要な検出信号を入力する。これによって、例えば、キャパシタ蓄電電源３２０を構成する複数個の電気二重層キャパシタのバンク切換などを行いつつ、キャパシタ蓄電電源３２０の充電放電制御を行う。このようなキャパシタ蓄電電源３２０の制御には従来周知の方法を適宜用いることができる。
【００２６】
本実施形態において特筆すべきであることは、待機電圧Ｖchと、それより高い尖頭電圧Ｖcpとを設定して、自走搬送車３００の将来の状態を予測、判断した上で、給電ステーション２００側の充電制御回路２２０はキャパシタ蓄電電源３２０を尖頭電圧Ｖcpまで充電したりするものである。
【００２７】
次に、本実施形態の自走搬送車システムにおいて、キャパシタ蓄電電源３２０の充電制御を行うために、ホストコントローラ１００が参照する管理データ記憶部１１０の記憶データについて説明する。図４は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの管理データ記憶部が記憶するデータ構造例を示す図である。なお管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車の運行管理全般に係る記憶データが含まれるものであるが、図４に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、キャパシタ蓄電電源３２０の充電制御を行うためのもののみに限定されて示めしている。
【００２８】
図４（Ａ）に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が走行する搬送経路１０に係るデータである。図４（Ａ）のデータは経路データであり、搬送経路１０中の４台の給電ステーション２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄの
間の距離に係るデータが記憶されているものである。
【００２９】
図４（Ｂ）に示す管理データ記憶部１１０の記憶データは、自走搬送車システムの運行時間に係るものである。図４（Ｂ）のデータは稼働／停止時間データであり、１日のうちの「稼働時間」、「停止時間」が記憶されている。また、一日の稼働時間の最後は、自走搬送車（ＡＧＶ）３００を待機電圧に設定する「待機電圧設定時間」として記憶される。
【００３０】
図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）に示す管理データ記憶部１１０における記憶データは、３台の自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃそれぞれの仕事量に係るものである。図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）のデータはＩＤがＡＧＶ００１〜ＡＧＶ００３の仕事量データであり、それぞれの自走搬送車の積載量及び移動区間（距離）による仕事量が記憶される。なお、図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）に示すデータは、自走搬送車の運行における全ての周回で同じ仕事を行うような場合のものが示されていが、図４（Ｃ）乃至図４（Ｅ）のデータで、自走搬送車３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの仕事を周回毎に異なったものとするなど、より詳細に規定すること可能である。
【００３１】
ここで、本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源３２０の充電制御の概要について説明する。図８は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源の使用方法を説明する図である。
【００３２】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖc
は、一日の稼働時間の最後においては、待機電圧Ｖch以下の電圧の充電状態に維持される。この状態は、待機電圧Ｖch或いはそれ以下の電圧を設定電圧として、充電制御回路２２０を通して商用電源２０からキャパシタ蓄電電源３２０を充電されることにより維持される。その後は、自己放電により充電電圧の低下があっても充電を停止したまま放置してもよいし、充電制御回路２２０を通して商用電源２からフロートモードでキャパシタ蓄電電源３２０を充電して設定電圧に維持するようにしてもよい。
【００３３】
自走搬送車３００においては、通信部３４０を介してホストコントローラ１００から入力される走行指令に基づき、放電制御部３１１がキャパシタ蓄電電源３２０を放電し、動力部３３０を駆動させることにより自走搬送車３００を走行させる。そして、自走搬送車３００が次の給電ステーション２００に到着し互いに電気接続を行う時刻ｔstにおいて、キャパシタ蓄電電源３２０の給電が開始される。通常の給電ステーション２００における給電の場合、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcが所定の電圧Ｖａに到達したら、
充電を停止し、給電ステーション２００から発進するように制御される。
【００３４】
次に、給電ステーション２００における尖頭電圧Ｖcpまで充電を行う充電について説明する。ここで、待機電圧Ｖchより高い尖頭電圧Ｖcpまでキャパシタ蓄電電源３２０を充電することをスイングバック充電と称する。
【００３５】
時刻ｔhrにおいて、自走搬送車３００が給電ステーション２００に停止し、主制御部２１０が、図８に示すようにスイングバック充電を行うように制御すると、充電制御部２２０を通して商用電源２０からキャパシタ蓄電電源３２０を尖頭電圧Ｖcpまで充電する。そして、キャパシタ蓄電電源３２０が尖頭電圧Ｖcpまで充電された時点ｔosから、ホストコントローラ１００からの運転要求に基づきキャパシタ蓄電電源３２０から放電制御部３１１を通して動力部３３０に放電を開始する。
【００３６】
このように本実施形態の自走搬送車システムでは、必要に応じて自走搬送車（ＡＧＶ）３００のキャパシタ蓄電電源３２０に対し、尖頭電圧Ｖcpをスイングバック定格として負荷５の運転開始時に充電電圧Ｖcを尖頭電圧Ｖcpまで急速充電してから動力部３３０に放
電を開始する。
【００３７】
このことにより、キャパシタ蓄電電源３２０が最大出力時の尖頭電圧Ｖcpに充電されたまま長時間保持されることがなくなる。つまり、動力部３３０が起動するまでの長時間放置される準備状態では、尖頭電圧Ｖcpより低い電圧でキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧が保持される。したがって、キャパシタ蓄電電源３２０が準備状態で高い充電電圧に放置されることにより性能劣化が進むのを防ぐことができる。しかも、動力部３３０に給電を開始する時には、完全な放電状態ではなく、待機電圧Ｖchの近傍から急速充電するので、起動時間を短縮することができる。また、尖頭電圧Ｖcpまで充電電圧を高めることにより、待機電圧Ｖchに比べ蓄電量を大幅に増大させることができ、構成するキャパシタの使用数量を減らすことができる。そのことは、より蓄電密度、エネルギー密度を高め電源の小型、軽量、コンパクト化を図ることができ、キャパシタ蓄電電源３２０の利用効率の大幅な向上を図ることができる。
【００３８】
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの給電時の制御について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける充電制御処理のフローチャートを示す図である。なお、本フローチャートは、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止し、端子による電気接続が完了し、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を受けるときの流れを示したものである。
【００３９】
図５において、ステップＳ１００で充電制御処理が開始されると、次にステップＳ１０１に進み、充電制御処理部２２０はキャパシタ蓄電電源３２０の充電を開始する。
【００４０】
続くステップＳ１０２では主制御部２１０は、自走搬送車３００から当該自走搬送車のＩＤデータを取得する。
【００４１】
ステップＳ１０３では、当該自走搬送車のＩＤデータに基づいて、ホストコントローラ１００から当該ＩＤの自走搬送車の仕事量データを読み込む。また、同時に、ホストコントローラ１００から停止時間データ、待機電圧設定時間データ読み込みを行う。
【００４２】
ステップＳ１０４では、計時部２１１を参照して、現在時刻が待機電圧設定時間であるか否かを判定する。ステップＳ１０４の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１１２に進み、ステップＳ１１２において待機電圧設定処理のサブルーチンを実行する。この待機電圧設定処理のサブルーチンについては後に説明する。ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ１０４の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、当該自走搬送車の次の仕事量が所定仕事量以上であるか否かが判定される。ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳであるときには、スイングバック充電を行うために、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０５の判定結果がＮＯであるときには、ステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、次の給電ステーション到達までに停止時間が到来するか否かが判定される。ステップＳ１０６の判定結果がＹＥＳであるときには、スイングバック充電を行うために、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０６の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０７に進み、キャパシタ蓄電電源３２０に通常の充電を行う。
【００４５】
ステップＳ１０７では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込み、ステッ
プＳ１０８では、充電電圧Ｖcが所定電圧Ｖaか否かが判定される。ステップＳ１０８の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０７に戻り、判定結果がＹＥＳであるときには
ループを抜けて、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、自走搬送車に対して充電完了信号を送信し、ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１１０では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込み、ステ
ップＳ１１１では、充電電圧Ｖcが尖頭電圧Ｖcpか否かが判定される。ステップＳ１１１
の判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１１０に戻り、判定結果がＹＥＳであるときにはループを抜けて、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、自走搬送車に対して充電完了信号を送信し、ステップＳ１１３で充電制御処理を終了する。
【００４７】
このように本発明の自走搬送車システムでは、予測される仕事量、システムが停止する時間に合わせて、待機電圧Ｖchより高い尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【００４８】
次に、自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止しキャパシタ蓄電電源３２０の充電を受けるときにおける給電ステーション２００、ホストコントローラ１００及び自走搬送車３００の間の信号のやりとについて説明する。図６は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるホストコントローラ１００、給電ステーション２００、自走搬送車３００間の信号の送受の流れについて説明する。
【００４９】
自走搬送車（ＡＧＶ）３００が給電ステーション２００に停止し、電気接続が完了すると、ステップＳ２００においては、給電ステーション２００から自走搬送車３００に対して、そのＩＤの問い合わせが実行される。
【００５０】
ステップＳ２０１では、自走搬送車３００が給電ステーション２００に対し自らのＩＤを回答する。
【００５１】
ステップＳ２０２では、給電ステーション２００がホストコントローラ１００に対して、次の給電ステーションまでの仕事量データ、停止時間データ、待機電圧設定時間データが問い合わせられる。
【００５２】
これに対して、ホストコントローラ１００は、ステップＳ２０３で、仕事量データ、停止時間データ、待機電圧設定時間データを回答する。
【００５３】
自走搬送車３００の充電が完了すると、ステップＳ２０４では、自走搬送車３００に対して充電完了信号が送信される。
【００５４】
また、不図示のクレーンなどによる積載物品の移載作業が完了すると、ステップＳ２０５において、給電ステーション２００がホストコントローラ１００に対して、作業完了報告を送信する。
【００５５】
また、ステップＳ２０６では、自走搬送車３００がホストコントローラ１００に対して充電完了を報告する。
【００５６】
給電ステーション２００から作業完了報告を、そして、自走搬送車３００から充電完了報告を受信したホストコントローラ１００は、ステップＳ２０７において、自走搬送車３００に対して走行指令を送出し、次の自走搬送車３００を次の給電ステーションに向けて走行させる。
【００５７】
次に、ステップＳ１１２における待機電圧設定処理のサブルーチンについて説明する。
図７は本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける待機電圧設定処理のサブルーチンのフローチャートを示す図である。
【００５８】
図７において、ステップＳ３００で調整処理のサブルーチンが開始されると、次にステップＳ３０１に進み、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcが読み込まれる。
【００５９】
次のステップＳ３０２では、ＶcとＶchとの値が比較され、ＶcとＶchとの関係が「Ｖc
＝Ｖch」、「Ｖc＜Ｖch」、「Ｖc＞Ｖch」のいずれであるかが判定される。ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＝Ｖch」であるときにはステップＳ３１１に進みリターンし
、ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＜Ｖch」であるときにはステップＳ３０３に
進み、ステップＳ３０２にける判定結果が「Ｖc＞Ｖch」であるときにはステップＳ３０
７に進む。
【００６０】
ステップＳ３０３では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を開始し、ステップＳ３０４で、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込む。ステップＳ３０５では、当該
充電電圧Ｖcが待機電圧Ｖchに相当するか否かが判定される。
【００６１】
ステップＳ３０５における判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０５における判定結果がＮＯであるときにはステップＳ３０５をループする。
【００６２】
ステップＳ３０６では、キャパシタ蓄電電源３２０の充電を停止する。ステップＳ３１１でリターンし、メインルーチン処理に戻る。
【００６３】
ステップＳ３０７では、キャパシタ蓄電電源３２０の放電を開始し、ステップＳ３０８で、キャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧Ｖcを読み込む。なお、放電電流は不図示の抵
抗で熱などに変換するようにするとよい。
ステップＳ３０９では、当該充電電圧Ｖcが待機電圧Ｖchに相当するか否かが判定される
。
【００６４】
ステップＳ３０９における判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ３１０に進み、ステップＳ３０９における判定結果がＮＯであるときにはステップＳ３０９をループする。
【００６５】
ステップＳ３１０では、キャパシタ蓄電電源３２０の放電を停止する。ステップＳ３１１でリターンし、メインルーチン処理に戻る。
【００６６】
本発明の自走搬送車システムが待機電圧設定処理を行うことにより、キャパシタ蓄電電源３２０は、最大出力時の尖頭電圧Ｖcpに充電されたまま長時間保持されることがなく待機電圧Ｖchに維持されるようになる。つまり、自走搬送車が長時間放置される状態では、尖頭電圧Ｖcpより低い待機電圧Ｖch以下でキャパシタ蓄電電源３２０の充電電圧を保持される。これにより、キャパシタ蓄電電源３２０を構成するＥＤＬＣなどが準備状態で高い充電電圧に放置されることにより性能劣化が進むのを防ぐことができる。
【００６７】
また、自走搬送車３００の仕事量が大きいときや、或いは、停止時間が到来すると予想されるときは、尖頭電圧Ｖcpまで充電電圧を高めることにより、待機電圧Ｖchに比べ蓄電量を大幅に増大させることができる。これにより、構成する電気二重層キャパシタの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め電源の小型、軽量、コンパクト化を図ることができ、キャパシタ蓄電電源３２０の利用効率の大幅な向上を図ることができる。また、システムの停止時間中に、自走搬送車３００の蓄電量が消失し、給電
ステーション外で自走搬送車３００が停止してしまう事態を避けることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態におけるキャパシタ蓄電電源３２０の具体的な事例に基づき説明する。まず、キャパシタ蓄電電源の一般的な設計仕様、特性について説明する。図９はキャパシタ設計仕様データの構成例を示す図であり、図１０は電圧と劣化特性との関係を説明する図である。
【００６９】
キャパシタ設計仕様データは、例えば図９に示すモジュール電圧ｖM、セル直列数ＮS、モジュール静電容量ＣM、モジュール内部抵抗ｒM、モジュール直列数ＮMS、並列数ＮMP、バンク電圧ｖB（満充電時の電圧ｖBf）、バンク静電容量ＣB、バンク内部抵抗ｒB、モジ
ュール数ＮM等の定格仕様を含む、所謂キャパシタ蓄電電源の設計仕様データである。モ
ジュールは、所定数のセルを直列接続したキャパシタ蓄電電源の基本構成単位であり、バンクは、複数個のモジュールを直列接続し、さらにそれらを並列接続してキャパシタ蓄電電源を構成するものである。
【００７０】
例えば２．５（Ｖ）のセルを２０個直列接続してモジュール電圧ｖMが５０（Ｖ）のモ
ジュールが構成される。このモジュールを基本構成単位とすると、負荷の使用（開始）電圧ｖLが６５０（Ｖ）である場合には、１３個のモジュールを直列接続するものとして並
列数１のバンクが選択、設定される。つまり、モジュール直列数ＮMSが１３、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が６５０（Ｖ）のバンク構成にすることで、バンク静電容量ＣBはＣM／１３、バンク内部抵抗ｒBは１３×ｒMにより求められる。並列数ＮMPが１から２になれば、それに応じて新たなバンク静電容量ＣBが２倍、バンク内部抵抗ｒBが２分の１、モジュール数ＮMが２倍になる。このようにバンクに関する定格仕様の値は、バンク電圧が決
まると共に他の値も決まる。
【００７１】
キャパシタの容量Ｃを少しでも大きく、利用できる蓄電量ｗ（＝ＣＶ2／２）を多く、
自己放電を最小にすることが求められている。しかし、これらはキャパシタに本質的なものとして、その性能向上を待つほかにないとのいうのが通常の認識である。キャパシタは、静電容量Ｃが使用により当初の１００％から経時的に何％の劣化があるか、その劣化度Ｄを指標にすると、劣化度Ｄは、図１０に示すように時間ｔの平方根√ｔに比例する。しかも、その劣化の程度は、電圧Ｖch、Ｖcp（＞Ｖch）によって変化し、同じ劣化度Ｄの劣化に要する時間ｔは電圧差ΔＶに比例して電圧が低くなるほど長くなる（例えば、特許第３９６９７３６号公報参照）。
【００７２】
キャパシタの電圧Ｖchにおける劣化度ＤVhは時間ｔVhの平方根に比例することから、劣化係数αVhは、
【００７３】
【数１】
により求められる。ここで、劣化係数αVhは、電圧Ｖchにおいて劣化度ＤVhの劣化に時間ｔVhを要するという係数になる。いま、劣化度Ｄrを固定値に設定すると、それぞれの電
圧Ｖs、Ｖrにおいてその劣化度Ｄrの劣化に要する時間ｔVsr、ｔVrrより電圧Ｖxに関する値が求められる。すなわち、同じ劣化度の劣化に要する時間は電圧差の関数になることから、電圧Ｖxにおける劣化度Ｄrの劣化に要する時間ｔVxrは、
【００７４】
【数２】
ここで、λVr＝ｔVsr ／ｔVrr ：劣化時間の倍率
Ｖｉｎｔ＝Ｖｒ−Ｖｓ ：電圧差
となる。その結果、電圧Ｖｘにおける劣化係数αVxは、
【００７５】
【数３】
により求められる。
【００７６】
従来のキャパシタ蓄電電源は、負荷の使用（開始）電圧ｖLに対応する満充電時のバン
ク電圧（ｖBf）のバンク構成が選定される。この満充電時のバンク電圧（ｖBf）は、その充電状態で所定の劣化度、例えば８０％の劣化に要する時間以上の寿命を有する、つまりフロート定格電圧である。尖頭電圧Ｖcpは、負荷の使用（開始）電圧ｖLに相当するので
、従来のキャパシタ蓄電電源では、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が尖頭電圧Ｖcpとなるキャパシタ蓄電電源が選定される。しかし、本実施形態では、待機電圧Ｖchを設定して放電開始直前に尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電（プリチャージ）することにより、満充電時のバンク電圧（ｖBf）が待機電圧Ｖchとなるキャパシタ蓄電電源を選定することができる。それは、尖頭電圧Ｖcpの充電状態が短時間となるため、その間の充電状態によるキャパシタ蓄電電源の性能劣化、影響を低く抑えることができるからである。
【００７７】
本実施形態において、設計仕様である満充電時のバンク電圧（ｖBf）を待機電圧Ｖchとして、尖頭電圧Ｖcpまでスイングバック充電する場合、尖頭電圧Ｖcpの劣化特性は、図１０により説明した電圧と劣化特性との関係には当てはまらない。それは、図１０に示す特性は、その電圧の充電状態が維持されたフロートモードにおける劣化であり、すぐ放電される一時的な電圧の充電状態に対する特性ではないからである。本実施形態のスイングバック充電される、所謂スイングバック定格電圧としての尖頭電圧Ｖcpは、例えば次のようにして選定される。
【００７８】
尖頭電圧Ｖcpを選定するための試験では、サイクルモード寿命試験により、例えば負荷５の運転インターバルに相当する所定の繰り返し周期でキャパシタ蓄電電源の充電電圧をパルス状に急速充放電したとき、性能劣化が所定の範囲内となる電圧を求める。このパルス状の急速充放電試験を待機電圧Ｖchから徐々に電圧を上げながら繰り返し行うと、性能劣化の進行が大きくなる電圧を見出すことができる。この変化点となる電圧以下の電圧を尖頭電圧Ｖcpとして選定することができる。これは、キャパシタ内の不純物が電気分解により蓄積して劣化を始める電圧に相当し、キャパシタに依存する値である。例えば２．７Ｖのフロート定格電圧の電気二重層キャパシタでは、２．７Ｖの待機電圧Ｖchに対して３Ｖ程度を尖頭電圧Ｖcpとすることができる。これに対し、２．９Ｖのフロート定格電圧のナノゲートキャパシタでは、２．９Ｖの待機電圧Ｖchに対して３．７Ｖ程度を尖頭電圧Ｖcpとすることができる。勿論これ以下の電圧で待機電圧Ｖchより高い電圧であれば本実施形態の発明の効果は得られる。
【００７９】
図１１はキャパシタの充放電特性と電圧との関係を説明する図である。キャパシタは、充電電圧を高電圧まで上げることにより静電容量に増す傾向が観られる。それは、例えば図１１に示すように待機電圧Ｖchから電圧０Ｖまでの放電時間ΔｔとΔｔ′（＞Δｔ）に差によって観察できる。図１１に示す充放電特性は、キャパシタを待機電圧Ｖchまで定電
流充電し、緩和充電（フロートモード）の後、定電流放電をした特性と同様に尖頭電圧Ｖcpまで定電流充電したときのものである。
【００８０】
また、エネルギー密度を試算すると、２．９Ｖの待機電圧Ｖch、つまり満充電時のバンク電圧（ｖBf）を３．７Ｖまでスイングバック充電して蓄電すると、約１．３倍に電圧を上げることによりエネルギー密度を１．６倍まで上げることができる。充電時間では、０Ｖから３．７Ｖまでの定電流による標準充電時間を６０秒とすると、２．９Ｖから３．７Ｖまでの充電時間は約１３秒になり、大幅な充電時間の短縮となる。
【００８１】
このように本実施形態では、使用の直前に充電し直ちに放電するので、比較的高電圧まで上げてもキャパシタの寿命への影響を少なくして実効蓄電出力を増大させることができる。また、高電圧まで充電すれば、キャパシタの漏れ電流による自己放電が増大するのは当然であるが、待機時は尖頭電圧Ｖcpより低い待機電圧Ｖchにとどめるので、自己放電をむしろ減少させることができる。しかも、自己放電により減少した電荷は使用の直前にスイングバック充電により埋め戻されるで、実質的に自己放電の影響は無視できる。したがって、小型、コンパクトにして大容量化したキャパシタ蓄電電源が実現でき、必要以上の設計仕様の容量に選定することによる無駄をなくすことができる。
【００８２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、電気二重層キャパシタ、ナノゲートキャパシタを具体的な数値で示したが、設計仕様の異なる各種のキャパシタにも同様に適用できることは勿論である。また、待機電圧Ｖchは、満充電時のバンク電圧（ｖBf）に相当する電圧として説明したが、公称定格電圧や最高充電電圧、使用電圧などに相当する電圧或いはそれ以下の電圧とし、尖頭電圧Ｖcpは、それより高い電圧として性能劣化が著しくならない電圧を適宜選定することができる。
【００８３】
以上、本発明の自走搬送車システムによれば、自走搬送車の蓄電部であるキャパシタ蓄電電源を構成する電気二重層キャパシタなどの使用数量を減らすことができ、より蓄電密度、エネルギー密度を高め、自走搬送車の蓄電部スペースのコンパクト化を図ることができる。
【００８４】
また、本発明の自走搬送車システムによれば、電気二重層キャパシタなどの使用数量が削減されたキャパシタ蓄電電源を用いても、自走搬送車（ＡＧＶ）の予測される負荷、停止時間などに合わせて、待機電圧より高い尖頭電圧までスイングバック充電することによって、給電ステーション外の走行経路において、電力不足によって自走搬送車（ＡＧＶ）が停止してしまうような事態を避けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムのブロック構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの走行経路レイアウト例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける給電ステーションによる自走搬送車の給電状況を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムの管理データ記憶部が記憶するデータ構造例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける充電制御処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるホストコントローラ、給電ステーション、自走搬送車間の信号の送受の流れについて説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおける待機電圧設定処理のサブルーチンのフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る自走搬送車システムにおけるキャパシタ蓄電電源の使用方法を説明する図である。
【図９】キャパシタ設計仕様データの構成例を示す図である。
【図１０】電圧と劣化特性との関係を説明する図である。
【図１１】キャパシタの充放電特性と電圧との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・搬送経路、２０・・・商用電源、１００・・・ホストコントローラ、１１０・・・管理データ記憶部、１２０・・・通信部、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ・・・給電ステーション、２１０・・・主制御部、２２０・・・充電制御回路、２２１・・・計時部、２５０・・・電気接続部、２５１・・・第１端子、２５２・・・第２端子、２５３・・・第３端子、３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ・・・自走搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、３１０・・・主制御部、３１１・・・放電制御部、３２０・・・キャパシタ蓄電電源、３２１・・・キャパシタモニタ部、３３０・・・動力部、３４０・・・通信部、３５０・・・電気接続部、３５１・・・第１端子、３５２・・・第２端子、３５３・・・第３端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、
キャパシタ蓄電電源と、
走行のための駆動源となる動力部と、
前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、
前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、
前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、
前記自走搬送車が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする自走搬送車システム。
【請求項２】
自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、
キャパシタ蓄電電源と、
走行のための駆動源となる動力部と、
前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、
前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、
前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、
前記自走搬送車が次の給電ステーション到達までに、システムが停止されると判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする自走搬送車システム。
【請求項１】
自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、
キャパシタ蓄電電源と、
走行のための駆動源となる動力部と、
前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、
前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、
前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、
前記自走搬送車が所定仕事量以上の仕事量を行うと判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする自走搬送車システム。
【請求項２】
自走搬送車と、前記自走搬送車に対して電力を供給する給電ステーションとからなる自走搬送車システムであって、
キャパシタ蓄電電源と、
走行のための駆動源となる動力部と、
前記キャパシタ蓄電電源から前記動力部に放電を行う放電制御部と、を有する自走搬送車と、
前記自走搬送車の前記キャパシタ蓄電電源に充電を行う充電制御部を有する給電ステーションと、からなり、
前記キャパシタ蓄電電源には待機電圧と前記待機電圧より高い尖頭電圧とが設定されており、
前記自走搬送車が次の給電ステーション到達までに、システムが停止されると判断されたときには、前記充電制御部は前記キャパシタ蓄電電源を前記尖頭電圧まで充電することを特徴とする自走搬送車システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２６８２０５（Ｐ２００９−２６８２０５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１２８８８（Ｐ２００８−１１２８８８）
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（３９３０１３５６０）株式会社パワーシステム (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（３９３０１３５６０）株式会社パワーシステム (127)
【Ｆターム（参考）】
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