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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023086360
(43)【公開日】2023-06-22
(54)【発明の名称】作業車両
(51)【国際特許分類】
B60L 1/00 20060101AFI20230615BHJP
B60L 7/14 20060101ALI20230615BHJP
B60L 50/75 20190101ALI20230615BHJP
B60K 1/00 20060101ALI20230615BHJP
【ＦＩ】
B60L1/00 L
B60L7/14
B60L50/75
B60K1/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021200817
(22)【出願日】2021-12-10
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐久間 剛
(72)【発明者】
【氏名】星野 佑太
【テーマコード（参考）】
3D235
5H125
【Ｆターム（参考）】
3D235AA19
3D235BB45
3D235BB53
3D235CC12
3D235CC22
3D235GB16
3D235HH04
5H125AA12
5H125AC07
5H125AC12
5H125BD14
5H125CB02
5H125CD06
5H125EE01
(57)【要約】
【課題】回生電力を消費することができる作業車両を提供する。
【解決手段】作業車両は、電気モータと走行体と冷却装置を備える。走行体は、電気モータによって駆動される。冷却装置は、走行体の制動によって生じる電気モータの回生電力で駆動し、作業車両が備える機器を冷却する。
【選択図】図３
【解決手段】作業車両は、電気モータと走行体と冷却装置を備える。走行体は、電気モータによって駆動される。冷却装置は、走行体の制動によって生じる電気モータの回生電力で駆動し、作業車両が備える機器を冷却する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作業車両であって、
電気モータと、
前記電気モータによって駆動される走行体と、
前記走行体の制動によって生じる前記電気モータの回生電力で駆動し、前記作業車両が備える機器を冷却する冷却装置と
を備える作業車両。
電気モータと、
前記電気モータによって駆動される走行体と、
前記走行体の制動によって生じる前記電気モータの回生電力で駆動し、前記作業車両が備える機器を冷却する冷却装置と
を備える作業車両。
【請求項2】
水素ガスと大気中の酸素とを反応させて電力を生成する燃料電池を備え、
前記電気モータは、前記燃料電池が生成した電力で駆動し、
前記冷却装置は、前記回生電力で駆動し、前記燃料電池を冷却する
請求項１に記載の作業車両。
前記電気モータは、前記燃料電池が生成した電力で駆動し、
前記冷却装置は、前記回生電力で駆動し、前記燃料電池を冷却する
請求項１に記載の作業車両。
【請求項3】
摩擦力によって前記走行体を制動するブレーキ装置を備え、
前記冷却装置は、前記ブレーキ装置を冷却するための冷媒を前記ブレーキ装置に供給する
請求項１または請求項２に記載の作業車両。
前記冷却装置は、前記ブレーキ装置を冷却するための冷媒を前記ブレーキ装置に供給する
請求項１または請求項２に記載の作業車両。
【請求項4】
前記冷却装置は、
前記回生電力に関わらず駆動し、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプと、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動し、前記冷媒を冷却する冷凍機と
を備える請求項３に記載の作業車両。
前記回生電力に関わらず駆動し、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプと、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動し、前記冷媒を冷却する冷凍機と
を備える請求項３に記載の作業車両。
【請求項5】
前記冷却装置は、
前記回生電力に関わらず駆動し、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプと、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動し、前記冷媒を圧送する補助ポンプと
を備える請求項３または請求項４に記載の作業車両。
前記回生電力に関わらず駆動し、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプと、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動し、前記冷媒を圧送する補助ポンプと
を備える請求項３または請求項４に記載の作業車両。
【請求項6】
前記回生電力が生じているときの前記冷却装置の消費電力は、前記回生電力が生じていないときの前記冷却装置の消費電力より大きい
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の作業車両。
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の作業車両。
【請求項7】
前記冷却装置は、
前記回生電力に関わらず駆動する主冷却装置と、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動する補助冷却装置と、
を備える請求項１から請求項６の何れか１項に記載の作業車両。
前記回生電力に関わらず駆動する主冷却装置と、
前記回生電力が生じているときに前記回生電力によって駆動する補助冷却装置と、
を備える請求項１から請求項６の何れか１項に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業車両に関する。
【背景技術】
【0002】
露天掘りの鉱山では、運搬車両を長時間連続降坂することがある。このような場合に、降坂速度を一定に保つために、降坂の間、ブレーキを作動させ続ける必要が生じる。特許文献１には、制動によって生じた回生電力を、抵抗器（リターダグリッド）によって熱エネルギーに変換する電気駆動式ダンプトラックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－０５４１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
回生電力をリターダグリッドによって熱に変換することで制動力を発揮させるためには、降坂で生じる大きなエネルギーを消費可能な大きなリターダグリッドが必要となる。大型ダンプトラックに搭載されるリターダグリッドは、プラットフォーム上に設置される。プラットフォームは、車体のうち前輪の上方に設けられた平板部分である。しかしながら、プラットフォームに、リターダグリッド以外の構造物を設置する場合、リターダグリッドを小型化することが好ましい。例えば、燃料電池により駆動する運搬車両のプラットフォームに水素タンクを設置するためには、プラットフォームにおけるリターダグリッドが占める割合を減らすことが好ましい。リターダグリッドの小型化のためには、リターダグリッドに消費させる電力を低減する必要がある。
【0005】
本開示の目的は、回生電力を消費することができる作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、作業車両は、電気モータと、前記電気モータによって駆動される走行体と、前記走行体の制動によって生じる前記電気モータの回生電力で駆動し、前記作業車両が備える機器を冷却する冷却装置とを備える。
【発明の効果】
【0007】
上記態様によれば、作業車両は回生電力を消費することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第一の実施形態に係る運搬車両を模式的に示す斜視図である。
【図2】第一の実施形態に係る湿式ブレーキの構成を示す図である。
【図3】第一の実施形態に係る運搬車両が備える電気システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図4】第一の実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図5】第一の実施形態に係る制御装置によるリターダ制御を示すフローチャートである。
【図6】第二の実施形態に係る湿式ブレーキの構成を示す概略図である。
【図7】第三の実施形態に係る湿式ブレーキの構成を示す概略図である。
【図8】第三の実施形態に係る運搬車両が備える電気システムの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
〈第一の実施形態〉
《運搬車両１０の構成》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
第一の実施形態に係る運搬車両１０は、鉱山等で採掘した砕石物等を運搬するリジッドフレーム式のダンプトラックである。運搬車両１０は、水素ガスを燃料とする燃料電池４１によって駆動する。運搬車両１０は、作業車両の一例である。
図１は、第一の実施形態に係る運搬車両１０を模式的に示す斜視図である。運搬車両１０は、ダンプボディ１１と、車体１２と、走行装置１３とを備える。
《運搬車両１０の構成》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
第一の実施形態に係る運搬車両１０は、鉱山等で採掘した砕石物等を運搬するリジッドフレーム式のダンプトラックである。運搬車両１０は、水素ガスを燃料とする燃料電池４１によって駆動する。運搬車両１０は、作業車両の一例である。
図１は、第一の実施形態に係る運搬車両１０を模式的に示す斜視図である。運搬車両１０は、ダンプボディ１１と、車体１２と、走行装置１３とを備える。
【0010】
ダンプボディ１１は、積荷が積載される部材である。ダンプボディ１１の少なくとも一部は、車体１２よりも上方に配置される。ダンプボディ１１は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作及び下げ動作により、ダンプボディ１１は、ダンプ姿勢及び積載姿勢に調整される。ダンプ姿勢とは、ダンプボディ１１が上昇している姿勢をいう。積載姿勢とは、ダンプボディ１１が下降している姿勢をいう。
【0011】
ダンプ動作とは、ダンプボディ１１を車体１２から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。ダンプ方向は、車体１２の後方である。実施形態において、ダンプ動作は、ダンプボディ１１の前端部を上昇させて、ダンプボディ１１を後方に傾斜させることを含む。ダンプ動作により、ダンプボディ１１の積載面は、後方に向かって下方に傾斜する。
【0012】
下げ動作とは、ダンプボディ１１を車体１２に接近させる動作をいう。実施形態において、下げ動作は、ダンプボディ１１の前端部を下降させることを含む。
【0013】
排土作業を実施する場合、ダンプボディ１１は、積載姿勢からダンプ姿勢に変化するように、ダンプ動作する。ダンプボディ１１に積荷が積載されている場合、積荷は、ダンプ動作により、ダンプボディ１１の後端部から後方に排出される。積込作業が実施される場合、ダンプボディ１１は、積載姿勢に調整される。
【0014】
車体１２は、図示しない車体フレームを含む。車体１２は、車体フレームに設けられたヒンジピンを介してダンプボディ１１を回転可能に支持する。車体１２は、走行装置１３に支持される。車体フレームのうち走行装置１３の前輪の上部に、プラットフォーム１２１が設けられる。プラットフォーム１２１は、車体フレームの上面を構成する平板である。プラットフォーム１２１の上には、運転室１２２、コントロールキャビネット１２３、およびリターダグリッド４８が設けられる。また、車体フレーム上には、燃料電池４１が設けられる。車体１２の前面のうち、燃料電池４１の前方部分には開口部が設けられており、開口部にグリル１２４が設けられている。グリル１２４と燃料電池４１との間には、燃料電池４１を冷却するためのファン１２５が設けられる。ファン１２５は、グリル１２４を介して外気を車体フレーム内部に引き込むことで、燃料電池４１を冷却する。ファン１２５は、燃料電池４１の冷却装置の一例である。
【0015】
コントロールキャビネット１２３は、電力の変換を行う。具体的には、コントロールキャビネット１２３は、燃料電池４１と各種電気機器（バッテリ４２、走行モータ４７、ポンプモータ４３等）とリターダグリッド４８との間の電力制御を行う。
リターダグリッド４８は、走行装置１３の制動によって発生する回生電力を吸収するための抵抗器である。リターダグリッド４８は、回生電力を熱エネルギーに変換する。
リターダグリッド４８は、走行装置１３の制動によって発生する回生電力を吸収するための抵抗器である。リターダグリッド４８は、回生電力を熱エネルギーに変換する。
【0016】
走行装置１３は、車体１２を支持する。走行装置１３は、運搬車両１０を走行させる。走行装置１３は、運搬車両１０を前進又は後進させる。走行装置１３の少なくとも一部は、車体１２よりも下方に配置される。走行装置１３は、一対の前輪と一対の後輪とを備える。前輪は操舵輪であり、後輪は駆動輪である。走行装置１３の少なくとも駆動輪には、湿式ブレーキ１４が設けられる。
【0017】
《湿式ブレーキ１４の構成》
図２は、第一の実施形態に係る湿式ブレーキ１４の構成を示す図である。
湿式ブレーキ１４は、走行装置１３のロータＲの回転を制動する。湿式ブレーキ１４は、ブレーキ筐体１４１と、ブレーキシリンダ１４２と、固定摩擦板１４３と、回転摩擦板１４４と、冷却油タンク１４５と、冷却油ポンプ１４６と、オイルクーラ１４７とを備える。
ブレーキ筐体１４１は、ロータＲを軸回りに覆うように設けられる。ブレーキ筐体１４１はロータＲに貫通される。ブレーキ筐体１４１の内部は冷却油で満たされ、ロータＲとの取り合い部分にはオイルシールが設けられる。
固定摩擦板１４３は、ブレーキ筐体１４１内部に設けられる。固定摩擦板１４３は、ブレーキ筐体１４１によって、ロータＲの軸回りの回転が制限されるとともに、ロータＲの軸方向に移動可能に保持される。回転摩擦板１４４は、ロータＲに固定され、ロータＲと一体に回転する。各回転摩擦板１４４は、２つの固定摩擦板１４３の間に位置するように設けられる。ブレーキシリンダ１４２は、ブレーキ筐体１４１に支持され、ロータＲの軸方向に沿って固定摩擦板１４３を押圧する。これにより、固定摩擦板１４３と回転摩擦板１４４とが互いに強く接触することで摩擦力が生じ、ロータＲの回転を制動する。すなわち、第一の実施形態に係る湿式ブレーキ１４は、ディスクブレーキである。
図２は、第一の実施形態に係る湿式ブレーキ１４の構成を示す図である。
湿式ブレーキ１４は、走行装置１３のロータＲの回転を制動する。湿式ブレーキ１４は、ブレーキ筐体１４１と、ブレーキシリンダ１４２と、固定摩擦板１４３と、回転摩擦板１４４と、冷却油タンク１４５と、冷却油ポンプ１４６と、オイルクーラ１４７とを備える。
ブレーキ筐体１４１は、ロータＲを軸回りに覆うように設けられる。ブレーキ筐体１４１はロータＲに貫通される。ブレーキ筐体１４１の内部は冷却油で満たされ、ロータＲとの取り合い部分にはオイルシールが設けられる。
固定摩擦板１４３は、ブレーキ筐体１４１内部に設けられる。固定摩擦板１４３は、ブレーキ筐体１４１によって、ロータＲの軸回りの回転が制限されるとともに、ロータＲの軸方向に移動可能に保持される。回転摩擦板１４４は、ロータＲに固定され、ロータＲと一体に回転する。各回転摩擦板１４４は、２つの固定摩擦板１４３の間に位置するように設けられる。ブレーキシリンダ１４２は、ブレーキ筐体１４１に支持され、ロータＲの軸方向に沿って固定摩擦板１４３を押圧する。これにより、固定摩擦板１４３と回転摩擦板１４４とが互いに強く接触することで摩擦力が生じ、ロータＲの回転を制動する。すなわち、第一の実施形態に係る湿式ブレーキ１４は、ディスクブレーキである。
【0018】
冷却油タンク１４５とブレーキ筐体１４１との間には、冷却油が流れる第一流路Ｐ１と第二流路Ｐ２が設けられる。第一流路Ｐ１には、冷却油タンク１４５内の冷却油をブレーキ筐体１４１へ圧送する冷却油ポンプ１４６と、冷却油を冷却するオイルクーラ１４７とが設けられる。オイルクーラ１４７は、空気と冷却油との熱交換により冷却油を冷却する。冷却油は、冷却油タンク１４５から第一流路Ｐ１を通ってブレーキ筐体１４１に供給され、第二流路Ｐ２を通って冷却油タンク１４５に戻される。ブレーキ筐体１４１に供給された冷却油は、固定摩擦板１４３と回転摩擦板１４４との摩擦によって生じた熱を回収する。つまり、冷却油タンク１４５と、冷却油ポンプ１４６と、オイルクーラ１４７とは、湿式ブレーキ１４の冷却装置を構成する。
【0019】
なお、他の実施形態に係る湿式ブレーキ１４は、ディスクブレーキではなく、流体式リターダであってもよい。流体式リターダは、ブレーキ筐体１４１と、ブレーキ筐体１４１内においてロータＲに固設されたプロペラとを備える。流体式リターダは、プロペラがブレーキ筐体１４１内の流体を攪拌することで、プロペラと流体との間に生じる摩擦力によってロータＲの回転を制動する。この場合も、ブレーキ筐体１４１内の流体の温度が摩擦熱によって上昇するため、第一の実施形態と同様に、冷却油ポンプ１４６と、オイルクーラ１４７とによって流体を冷却する必要がある。
【0020】
《電気システム４０の構成》
図３は、第一の実施形態に係る運搬車両１０が備える電気システム４０の構成を示す概略ブロック図である。電気システム４０は、燃料電池４１、バッテリ４２、ポンプモータ４３、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５、空調装置４６、走行モータ４７、リターダグリッド４８、第一ＤＣＤＣコンバータ４９、第二ＤＣＤＣコンバータ５０、第一インバータ５１、第三ＤＣＤＣコンバータ５４、第二インバータ５５、制御装置６０を備える。第一ＤＣＤＣコンバータ４９、第二ＤＣＤＣコンバータ５０、第一インバータ５１、第三ＤＣＤＣコンバータ５４、第二インバータ５５および制御装置６０は、コントロールキャビネット１２３内に設けられる。
図３は、第一の実施形態に係る運搬車両１０が備える電気システム４０の構成を示す概略ブロック図である。電気システム４０は、燃料電池４１、バッテリ４２、ポンプモータ４３、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５、空調装置４６、走行モータ４７、リターダグリッド４８、第一ＤＣＤＣコンバータ４９、第二ＤＣＤＣコンバータ５０、第一インバータ５１、第三ＤＣＤＣコンバータ５４、第二インバータ５５、制御装置６０を備える。第一ＤＣＤＣコンバータ４９、第二ＤＣＤＣコンバータ５０、第一インバータ５１、第三ＤＣＤＣコンバータ５４、第二インバータ５５および制御装置６０は、コントロールキャビネット１２３内に設けられる。
【0021】
燃料電池４１は、図示しない水素タンクから供給される水素ガスと、外気に含まれる酸素とを反応させ、電力を発生させる。第一ＤＣＤＣコンバータ４９は、燃料電池４１が生成した直流電力を母線Ｂに供給する。
バッテリ４２は、燃料電池４１において発生した電力を蓄える。バッテリ４２は、走行モータ４７において発生した回生電力を蓄える。バッテリ４２は、蓄えた電力を出力する。第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、バッテリ４２に充電された電力を母線Ｂに供給する。また第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、母線Ｂに流れる直流電力の電圧を調整してバッテリ４２に供給することで、バッテリ４２を充電させる。つまり、第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、充電装置の一例である。バッテリ４２は、バッテリ４２の状態を監視する図示しないＢＭＳ(Battery Management System)を備える。ＢＭＳは、バッテリ４２の充電率を計測し、制御装置６０に計測データを出力する。
バッテリ４２は、燃料電池４１において発生した電力を蓄える。バッテリ４２は、走行モータ４７において発生した回生電力を蓄える。バッテリ４２は、蓄えた電力を出力する。第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、バッテリ４２に充電された電力を母線Ｂに供給する。また第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、母線Ｂに流れる直流電力の電圧を調整してバッテリ４２に供給することで、バッテリ４２を充電させる。つまり、第二ＤＣＤＣコンバータ５０は、充電装置の一例である。バッテリ４２は、バッテリ４２の状態を監視する図示しないＢＭＳ(Battery Management System)を備える。ＢＭＳは、バッテリ４２の充電率を計測し、制御装置６０に計測データを出力する。
【0022】
ポンプモータ４３は、母線Ｂに流れる直流電力により、図２に示す冷却油ポンプ１４６を駆動させる。第一の実施形態に係るポンプモータ４３は、回生電力の有無によらず要求負荷に応じたの回転数で駆動する。つまり、冷却油ポンプ１４６は、回生電力に関わらず駆動する。
第一ファンモータ４４は、母線Ｂに流れる直流電力により、図１に示すファン１２５を駆動させる。
第二ファンモータ４５は、母線Ｂに流れる直流電力により、バッテリ４２の近傍に設けられた、バッテリ４２を冷却するためのファン４２１を駆動させる。ファン４２１は、バッテリ４２の冷却装置の一例である。
第一ファンモータ４４は、母線Ｂに流れる直流電力により、図１に示すファン１２５を駆動させる。
第二ファンモータ４５は、母線Ｂに流れる直流電力により、バッテリ４２の近傍に設けられた、バッテリ４２を冷却するためのファン４２１を駆動させる。ファン４２１は、バッテリ４２の冷却装置の一例である。
【0023】
空調装置４６は、運転室１２２内の温度を調整する。具体的には、空調装置４６は、圧縮器、凝縮器、膨張弁および蒸発器を備える。圧縮器は電気によって駆動し、冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮器から吐出される高圧の冷媒と冷却水との熱交換により、冷媒を放熱させる。膨張弁は、凝縮器を通過した冷媒を減圧する。蒸発器は、膨張弁から流れる低圧の冷媒と運転室１２２内の空気とを熱交換させることで、冷媒を蒸発させる。これにより、冷却された空気が運転室１２２に供給される。空調装置４６は、運転室１２２の冷却装置の一例である。
【0024】
走行モータ４７は、走行装置１３を駆動させる三相交流電気モータである。インバータ５１は、母線Ｂに流れる直流電力を三相交流電力に変換して走行モータ４７に供給する。また、インバータ５１は、走行装置１３の制動によって走行モータ４７に発生する回生電力を直流電力に変換して、母線Ｂに供給する。走行モータ４７には電圧計５２が設けられる。電圧計５２は、走行モータ４７に係る電圧を計測する。電圧計５２は、計測データを制御装置６０に送信する。
【0025】
制御装置６０は、バッテリ４２のＢＭＳ、電圧計５２およびその他電気機器の電流計や電圧計等から受信した計測データに基づいて、第一ＤＣＤＣコンバータ４９、第二ＤＣＤＣコンバータ５０、インバータ５１、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６を制御する。
【0026】
《制御装置６０の構成》
図４は、第一の実施形態に係る制御装置６０の構成を示す概略ブロック図である。
制御装置６０は、プロセッサ６１、メインメモリ６２、ストレージ６３、インタフェース６４を備えるコンピュータである。
プロセッサ６１は、プログラムをストレージ６３から読み出してメインメモリ６２に展開し、当該プログラムに従って処理を実行する。プロセッサ６１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
図４は、第一の実施形態に係る制御装置６０の構成を示す概略ブロック図である。
制御装置６０は、プロセッサ６１、メインメモリ６２、ストレージ６３、インタフェース６４を備えるコンピュータである。
プロセッサ６１は、プログラムをストレージ６３から読み出してメインメモリ６２に展開し、当該プログラムに従って処理を実行する。プロセッサ６１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。
【0027】
プログラムは、制御装置６０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、制御装置６０は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ６１によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。
【0028】
ストレージ６３の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ６３は、バスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース６４または通信回線を介して制御装置６０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によって制御装置６０に配信される場合、配信を受けた制御装置６０が当該プログラムをメインメモリ６２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ６３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【0029】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ６３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【0030】
《制御装置によるリターダ制御》
第一の実施形態に係る運搬車両１０は、例えばオペレータがブレーキペダルを踏むことで、リターダ制御を開始する。リターダ制御を開始すると、運搬車両１０の制御装置６０は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた負荷で走行モータ４７を発電機として機能させ、回生した電力をリターダグリッド４８で消費することで、制動力を発生させる（電気ブレーキ）。運搬車両１０の制御装置６０は、リターダグリッド４８による制動力では不足する制動力を、ブレーキシリンダ１４２を励磁することで湿式ブレーキ１４に発揮させる（機械ブレーキ）。なお、オペレータがブレーキペダルを踏み込むことに基づいて、電気ブレーキと機械ブレーキを同時に発生させてもよい。
第一の実施形態に係る運搬車両１０は、例えばオペレータがブレーキペダルを踏むことで、リターダ制御を開始する。リターダ制御を開始すると、運搬車両１０の制御装置６０は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた負荷で走行モータ４７を発電機として機能させ、回生した電力をリターダグリッド４８で消費することで、制動力を発生させる（電気ブレーキ）。運搬車両１０の制御装置６０は、リターダグリッド４８による制動力では不足する制動力を、ブレーキシリンダ１４２を励磁することで湿式ブレーキ１４に発揮させる（機械ブレーキ）。なお、オペレータがブレーキペダルを踏み込むことに基づいて、電気ブレーキと機械ブレーキを同時に発生させてもよい。
【0031】
図５は、第一の実施形態に係る制御装置６０によるリターダ制御を示すフローチャートである。制御装置６０は、一定周期ごとに図５に示すリターダ制御を実行する。
まず、制御装置６０は、ブレーキペダルの踏み込みに基づいて、回生電力が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御装置６０は、例えばブレーキペダルに設けられたポテンショメータの計測値により、回生電力の有無を判定する。なお、他の実施形態に係る制御装置６０は、電圧計５２から受信した計測データ（電圧値の符号）により、回生電力の有無を判定してもよい。回生電力が発生していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置６０はリターダ制御を終了する。
まず、制御装置６０は、ブレーキペダルの踏み込みに基づいて、回生電力が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御装置６０は、例えばブレーキペダルに設けられたポテンショメータの計測値により、回生電力の有無を判定する。なお、他の実施形態に係る制御装置６０は、電圧計５２から受信した計測データ（電圧値の符号）により、回生電力の有無を判定してもよい。回生電力が発生していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置６０はリターダ制御を終了する。
【0032】
他方、回生電力が発生している場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、バッテリ４２のＢＭＳから受信した計測データに基づいて、バッテリ４２の充電率が上限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。バッテリ４２の充電率が上限値未満である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御装置６０は、第二ＤＣＤＣコンバータ５０にバッテリ４２の充電指示を出力する（ステップＳ３）。これにより、制御装置６０は、回生電力をバッテリ４２に吸収させ（回生ブレーキ）、リターダグリッド４８で消費する電力（発電ブレーキ）を低減することができる。
【0033】
バッテリ４２の充電指示を出力した場合、または、バッテリ４２の充電率が上限値以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置６０は、冷却装置の駆動指示を出力する（ステップＳ４）。つまり、制御装置６０は、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６に駆動指示を出力する。これにより、第一ファンモータ４４が母線Ｂに流れる回生電力によって駆動し、ファン１２５を駆動させる。また、第二ファンモータ４５が母線Ｂに流れる回生電力によって駆動し、ファン４２１を駆動させる。また、空調装置４６が母線Ｂに流れる回生電力によって稼働する。
そして、制御装置６０は、リターダ制御を終了する。
そして、制御装置６０は、リターダ制御を終了する。
【0034】
《作用・効果》
このように、第一の実施形態に係る運搬車両１０の制御装置６０は、走行装置１３の制動によって生じる走行モータ４７の回生電力によって第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６、すなわち冷却装置を稼働させる。これにより、運搬車両１０は、冷却装置に回生電力を吸収させることができる。また、電気システム４０は、燃料電池４１の稼働によって温度が上昇するため、冷却装置によって温度の上昇を防ぐことができる。
このように、第一の実施形態に係る運搬車両１０の制御装置６０は、走行装置１３の制動によって生じる走行モータ４７の回生電力によって第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６、すなわち冷却装置を稼働させる。これにより、運搬車両１０は、冷却装置に回生電力を吸収させることができる。また、電気システム４０は、燃料電池４１の稼働によって温度が上昇するため、冷却装置によって温度の上昇を防ぐことができる。
【0035】
上述したように、第一の実施形態に係る運搬車両１０は、冷却装置の稼働によってリターダグリッド４８に消費させる回生電力を低減することができる。運搬車両１０の走行ルートが予め分かる場合、リターダグリッド４８の大きさを、湿式ブレーキ１４の制動力、ならびにバッテリ４２および冷却装置によって吸収可能な電力量に基づいて設計することができる。これにより、リターダグリッド４８を小型化することができ、プラットフォーム１２１に他の構造物の設置スペースを確保することができる。プラットフォーム１２１に設ける他の構造物の例としては、燃料電池４１に供給する水素ガスが充填された水素タンクなどが挙げられる。
【0036】
なお、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６は、回生電力が発生していないときにも稼働していてよい。この場合、制御装置６０は、回生電力が生じているときの冷却装置の消費電力が、回生電力が生じていないときの冷却装置の消費電力より大きくなるように、冷却装置を制御する。
例えば、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、燃料電池４１の温度に応じた回転数で第一ファンモータ４４を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第一ファンモータ４４を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第一ファンモータ４４の回転数が、回生電力が発生していないときの第一ファンモータ４４の回転数より高くなるように、第一ファンモータ４４を制御する。
同様に、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、バッテリ４２の温度に応じた回転数で第二ファンモータ４５を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第二ファンモータ４５を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第二ファンモータ４５の回転数が、回生電力が発生していないときの第二ファンモータ４５の回転数より高くなるように、第二ファンモータ４５を制御する。
また、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、運転室１２２の温度を予め設定された設定温度に維持するように空調装置４６を稼働させてよい。この場合、制御装置６０は、回生電力が発生したときに空調装置４６の設定温度を低下させてもよいし、設定温度によらず圧縮器を停止させないよう制御してもよい。
例えば、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、燃料電池４１の温度に応じた回転数で第一ファンモータ４４を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第一ファンモータ４４を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第一ファンモータ４４の回転数が、回生電力が発生していないときの第一ファンモータ４４の回転数より高くなるように、第一ファンモータ４４を制御する。
同様に、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、バッテリ４２の温度に応じた回転数で第二ファンモータ４５を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第二ファンモータ４５を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第二ファンモータ４５の回転数が、回生電力が発生していないときの第二ファンモータ４５の回転数より高くなるように、第二ファンモータ４５を制御する。
また、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、運転室１２２の温度を予め設定された設定温度に維持するように空調装置４６を稼働させてよい。この場合、制御装置６０は、回生電力が発生したときに空調装置４６の設定温度を低下させてもよいし、設定温度によらず圧縮器を停止させないよう制御してもよい。
【0037】
第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６は、回生電力が発生していないときに稼働しないものであってもよい。
【0038】
〈第二の実施形態〉
湿式ブレーキ１４は、冷却油によって冷却されることで、発熱による制動力の低下（例えば、フェード現象の発生）を防止する。一方で、運搬車両１０を長時間降坂させると、湿式ブレーキ１４の冷却が追い付かずに制動力が低下する可能性がある。これに対し、第二の実施形態に係る運搬車両１０は、回生電力を利用して湿式ブレーキ１４の性能低下を防ぐ。
湿式ブレーキ１４は、冷却油によって冷却されることで、発熱による制動力の低下（例えば、フェード現象の発生）を防止する。一方で、運搬車両１０を長時間降坂させると、湿式ブレーキ１４の冷却が追い付かずに制動力が低下する可能性がある。これに対し、第二の実施形態に係る運搬車両１０は、回生電力を利用して湿式ブレーキ１４の性能低下を防ぐ。
【0039】
図６は、第二の実施形態に係る湿式ブレーキ１４の構成を示す概略図である。第二の実施形態に係る湿式ブレーキ１４は、第一の実施形態の構成に加え、第一流路Ｐ１に冷凍機１４８を備える。
【0040】
冷凍機１４８は、圧縮器１４８１、凝縮器１４８２、膨張弁１４８３および蒸発器１４８４を備える。圧縮器１４８１は母線Ｂに流れる直流電力により駆動し、冷媒を圧縮する。凝縮器１４８２は、圧縮器１４８１から吐出される高圧の冷媒と冷却水との熱交換により、冷媒を放熱させる。膨張弁１４８３は、凝縮器１４８２を通過した冷媒を減圧する。蒸発器１４８４は、膨張弁１４８３から流れる低圧の冷媒と第一流路Ｐ１を通る冷却油とを熱交換させることで、冷媒を蒸発させる。これにより、第一流路Ｐ１を通る冷却油を放熱させることができる。冷凍機１４８は、湿式ブレーキ１４の冷却装置の一例である。
【0041】
制御装置６０は、走行モータ４７に回生電力が発生している場合に、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６に加え、圧縮器１４８１にも駆動指示を出力する（図５のステップＳ４）。これにより、圧縮器１４８１は、母線Ｂに流れる回生電力によって駆動し、冷凍機１４８を駆動させる。これにより、ブレーキ筐体１４１に供給される冷却油が冷却され、湿式ブレーキ１４の制動力の低下を防ぐことができる。
【0042】
このように、第二の実施形態に係る運搬車両１０によれば、回生電力によって湿式ブレーキ１４の冷凍機１４８を稼働させることで、回生電力を吸収し、さらに湿式ブレーキ１４の制動力の低下を防ぐことができる。湿式ブレーキ１４の制動力の低下を防ぐことにより、走行モータ４７が発生させる回生電力の大きさを低減することができる。つまり、第二の実施形態に係る運搬車両１０は、リターダグリッド４８に吸収させる回生電力を大きく低減させることができる。
【0043】
第二の実施形態に係るポンプモータ４３は回生電力の有無によらず稼働する一方で、冷凍機１４８は、回生電力の発生時にのみ稼働する。つまり、ポンプモータ４３とオイルクーラ１４７の組み合わせは主冷却装置であり、冷凍機１４８は、補助冷却装置である。これにより、運搬車両１０の非制動時には、冷凍機１４８による消費電力を抑えることができる。また、運搬車両１０の制動時には、冷凍機１４８の稼働によって湿式ブレーキ１４の制動力を向上させ、さらに回生電力を吸収することができる。
【0044】
〈第三の実施形態〉
第三の実施形態に係る運搬車両１０は、第二の実施形態と異なる構成で、制動時の湿式ブレーキ１４の制動力を向上させる。図７は、第三の実施形態に係る湿式ブレーキ１４の構成を示す概略図である。
第三の実施形態に係る運搬車両１０は、第二の実施形態と異なる構成で、制動時の湿式ブレーキ１４の制動力を向上させる。図７は、第三の実施形態に係る湿式ブレーキ１４の構成を示す概略図である。
【0045】
第三の実施形態に係る湿式ブレーキ１４は、第一流路Ｐ１のうち冷却油ポンプ１４６とオイルクーラ１４７との中間部と、冷却油タンク１４５とを接続する第三流路Ｐ３を備える。第三流路Ｐ３には、補助ポンプ１４９と逆止弁Ｖ２とが設けられる。補助ポンプ１４９は、運搬車両１０の制動時に駆動し、冷却油タンク１４５に保持された冷却油を圧送する。逆止弁Ｖ２は、補助ポンプ１４９からオイルクーラ１４７へ向かう冷却油の流れを許容し、オイルクーラ１４７から補助ポンプ１４９へ向かう冷却油の流れを遮断する。
【0046】
第一流路Ｐ１のうち、第三流路Ｐ３との接続部分と冷却油ポンプ１４６との間に、逆止弁Ｖ１が設けられる。逆止弁Ｖ１は、冷却油ポンプ１４６からオイルクーラ１４７へ向かう冷却油の流れを許容し、オイルクーラ１４７から冷却油ポンプ１４６へ向かう冷却油の流れを遮断する。
【0047】
図８は、第三の実施形態に係る運搬車両１０が備える電気システム４０の構成を示す概略ブロック図である。第三の実施形態に係る電気システム４０は、第一の実施形態の構成に加え、さらに、第四ＤＣＤＣコンバータ５６、第三インバータ５７、補助モータ５３を備える。補助モータ５３は、補助ポンプ１４９を駆動させる。
【0048】
制御装置６０は、走行モータ４７に回生電力が発生している場合に、第一ファンモータ４４、第二ファンモータ４５および空調装置４６に加え、補助モータ５３にも駆動指示を出力する（図５のステップＳ４）。これにより、補助モータ５３は、母線Ｂに流れる回生電力によって駆動し、補助ポンプ１４９を駆動させる。補助ポンプ１４９によってブレーキ筐体１４１に供給される冷却油の流量を増加させることで、湿式ブレーキ１４の冷却性能が向上する。これにより、補助ポンプ１４９は湿式ブレーキ１４の制動力の低下を防ぐことができる。
【0049】
第三の実施形態に係るポンプモータ４３は回生電力の有無によらず稼働する一方で、補助モータ５３は、回生電力の発生時にのみ稼働する。つまり、ポンプモータ４３とオイルクーラ１４７の組み合わせは主冷却装置であり、補助モータ５３とオイルクーラ１４７の組み合わせは、補助冷却装置である。これにより、運搬車両１０の非制動時には、冷凍機１４８による消費電力を抑えることができる。また、運搬車両１０の制動時には、補助ポンプ１４９の稼働によって湿式ブレーキ１４の制動力を向上させ、さらに回生電力を吸収することができる。
【0050】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。
上述した実施形態に係る制御装置６０は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、制御装置６０の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで制御装置６０として機能するものであってもよい。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。
上述した実施形態に係る制御装置６０は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、制御装置６０の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで制御装置６０として機能するものであってもよい。
【0051】
上述した実施形態において、燃料電池４１およびバッテリ４２はファンによって冷却されるが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る運搬車両１０は、燃料電池４１またはバッテリ４２の冷却装置として冷凍機を備えていてもよい。この場合、運搬車両１０は、第一ファンモータ４４および第二ファンモータ４５によってファン１２５およびファン４２１を常時回転させ、回生電力が発生したときに冷凍機を動作させてもよい。つまり、運搬車両１０は、冷凍機を補助冷却装置として備えていてよい。これにより、回生電力が発生していないときは常温の空気の送風によって燃料電池４１およびバッテリ４２を冷却し、回生電力が発生しているときは冷凍機によって冷却された空気の送風によって燃料電池４１およびバッテリ４２を冷却することができる。
【0052】
上述した実施形態において、燃料電池４１およびバッテリ４２はファンによる空冷式であるが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る運搬車両１０は、燃料電池４１またはバッテリ４２の冷却装置として、循環ポンプと循環流路とラジエータを備える水冷式であってもよい。この場合、燃料電池４１は、冷却水を循環させる循環流路を備えている。循環流路には、冷却水を送給する循環ポンプと、冷却水の放熱を行うラジエータとが設けられる。ラジエータは、第一ファンモータ４４または第二ファンモータ４５によって回転されるファン１２５またはファン４２１からの空気の送風によって、ラジエータ内の冷却水を冷却する。循環ポンプにより送給される冷却水は、循環流路を循環する間に、燃料電池が発電反応によって発生した熱を受熱し、ラジエータにおいて放熱することで、燃料電池を冷却する。
【0053】
この場合、運転車両１０は、回生電力が発生していないときに、燃料電池４１の温度に応じた回転数で第一ファンモータ４４を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第一ファンモータ４４を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第一ファンモータ４４の回転数が、回生電力が発生していないときの第一ファンモータ４４の回転数より高くなるように、第一ファンモータ４４を制御する。
同様に、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、バッテリ４２の温度に応じた回転数で第二ファンモータ４５を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第二ファンモータ４５を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第二ファンモータ４５の回転数が、回生電力が発生していないときの第二ファンモータ４５の回転数より高くなるように、第二ファンモータ４５を制御する。
同様に、制御装置６０は、回生電力が発生していないときに、バッテリ４２の温度に応じた回転数で第二ファンモータ４５を回転させてよいし、回生電力が発生していないときに一定の回転数で第二ファンモータ４５を回転させてもよい。ただし、制御装置６０は、回生電力が発生したときの第二ファンモータ４５の回転数が、回生電力が発生していないときの第二ファンモータ４５の回転数より高くなるように、第二ファンモータ４５を制御する。
【0054】
上述した実施形態において、運搬車両１０は、燃料電池４１によって生成された電力およびバッテリ４２に蓄えられた電力によって駆動するが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る運搬車両１０は、燃料電池４１を備えなくてもよい。例えば、例えば他の実施形態に係る運搬車両１０は、駆動源としてバッテリ４２のみを備え、バッテリ４２に蓄えられた電力のみによって駆動されてもよい。
【0055】
上述した実施形態では、作業車両の例として運搬車両１０について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業車両は、油圧ショベル、ホイールローダ、モータグレーダなどの他の作業車両であってもよい。
【符号の説明】
【0056】
１０…運搬車両 １１…ダンプボディ １２…車体 １２１…プラットフォーム １２２…運転室 １２３…コントロールキャビネット １２４…グリル １２５…ファン １３…走行装置 １４…湿式ブレーキ １４１…ブレーキ筐体 １４２…ブレーキシリンダ １４３…固定摩擦板 １４４…回転摩擦板 １４５…冷却油タンク １４６…冷却油ポンプ １４７…オイルクーラ １４８…冷凍機 １４８１…圧縮器 １４８２…凝縮器 １４８３…膨張弁 １４８４…蒸発器 １４９…補助ポンプ ４０…電気システム ４１…燃料電池 ４２…バッテリ ４２１…ファン ４３…ポンプモータ ４４…第一ファンモータ ４５…第二ファンモータ ４６…空調装置 ４７…走行モータ ４８…リターダグリッド ４９…第一ＤＣＤＣコンバータ ５０…第二ＤＣＤＣコンバータ ５１…第一インバータ ５２…電圧計 ５３…補助モータ ５４…第三ＤＣＤＣコンバータ ５５…第二インバータ ５６…第四ＤＣＤＣコンバータ ５７…第三インバータ ６０…制御装置 ６１…プロセッサ ６２…メインメモリ ６３…ストレージ ６４…インタフェース Ｂ…母線 Ｐ１…第一流路 Ｐ２…第二流路 Ｐ３…第三流路 Ｒ…ロータ Ｖ１…逆止弁 Ｖ２…逆止弁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】