特開 2024-98626 管理システムおよび管理方法

(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】P2024098626

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】管理システムおよび管理方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04664 20160101AFI20240717BHJP

   H01M 8/04694 20160101ALI20240717BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20240717BHJP

   H01M 8/249 20160101ALI20240717BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20240717BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20240717BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20240717BHJP

   B60L 50/70 20190101ALI20240717BHJP

   B60L 58/30 20190101ALI20240717BHJP

   B60P 1/04 20060101ALN20240717BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04664

H01M8/04694

H01M8/04537

H01M8/249

H01M8/00 Z

B60L3/00 N

B60L15/20 J

B60L50/70

B60L58/30

B60P1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002226

(22)【出願日】2023-01-11

(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】戎崎 英世

【テーマコード（参考）】

5H125

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H125AA12

5H125AC07

5H125EE35

5H125EE36

5H125EE38

5H125EE51

5H126AA21

5H127AB04

5H127AB11

5H127AB29

5H127AC14

5H127BA02

5H127BA22

5H127BB02

5H127DB49

5H127DB53

5H127DB63

5H127DC49

5H127EE04

5H127FF14

(57)【要約】

【課題】燃料電池の劣化を予測する。
【解決手段】状態特定部は、運搬車両に搭載される燃料電池の劣化状態を特定する。タイミング推定部は、運搬車両の燃料電池の劣化状態に基づいて、運搬車両の燃料電池のメンテナンスを開始するメンテナンス開始タイミングを推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業現場を走行する燃料電池を備える複数の作業車両を管理する管理システムであって、
前記作業車両に搭載される前記燃料電池の劣化状態を特定する状態特定部と、
前記作業車両の前記燃料電池の前記劣化状態に基づいて、前記作業車両の前記燃料電池のメンテナンスを開始するメンテナンス開始タイミングを推定するタイミング推定部と
を備える管理システム。

【請求項2】

前記状態特定部は、前記作業車両に搭載される前記燃料電池が出力する電圧の大きさと電流の大きさの関係に基づいて、前記燃料電池の劣化状態を特定する
請求項１に記載の管理システム。

【請求項3】

前記作業現場における走行ルートごとに、前記作業車両の前記走行ルートの走行による前記燃料電池の劣化速度を特定する劣化速度特定部を備え、
前記タイミング推定部は、前記作業車両の前記燃料電池の前記劣化状態と、前記作業車両の走行ルートから特定される前記燃料電池の前記劣化速度とに基づいて、前記メンテナンス開始タイミングを推定する
請求項２に記載の管理システム。

【請求項4】

前記劣化速度特定部は、前記作業現場における走行ルートごとに、当該走行ルートを走行する前記作業車両について複数のタイミングにおいて特定された前記燃料電池の前記劣化状態に基づいて、前記走行ルートの走行による前記燃料電池の劣化速度を特定する
請求項３に記載の管理システム。

【請求項5】

前記複数の作業車両それぞれの走行ルートを決定するルート決定部を備え、
前記タイミング推定部は、前記メンテナンス開始タイミングから前記メンテナンスを終了するメンテナンス終了タイミングまでのメンテナンス期間を推定し、
前記ルート決定部は、前記複数の作業車両のうち一部の作業車両同士の前記メンテナンス期間に重複が生じる場合に、前記一部の作業車両のうち少なくとも１つの作業車両の走行ルートを変更する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の管理システム。

【請求項6】

前記状態特定部は、前記燃料電池が所定の大きさの電流を出力しているときの電圧の大きさに基づいて、前記劣化状態を特定する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の管理システム。

【請求項7】

前記劣化速度特定部は、作業車両ごとに、前記走行ルートそれぞれについての劣化速度を特定し、
前記タイミング推定部は、
前記劣化速度特定部が特定した前記劣化速度を用いて前記メンテナンス開始タイミングを推定し、
前記複数の作業車両の一つである第一作業車両について前記劣化速度が特定されていない場合、前記複数の作業車両のうち前記劣化速度がすでに特定されている第二作業車両の前記走行ルートに係る劣化速度を用いて前記第一作業車両の前記メンテナンス開始タイミングを推定する
請求項３に記載の管理システム。

【請求項8】

作業現場を走行する燃料電池を備える複数の作業車両を管理する管理方法であって、
前記作業車両に搭載される前記燃料電池の劣化状態を特定するステップと、
前記作業車両の前記燃料電池の前記劣化状態に基づいて、前記作業車両の前記燃料電池のメンテナンスを開始するメンテナンス開始タイミングを推定するステップと、
を備える管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、管理システムおよび管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水素ガスを燃料として用いる燃料電池を搭載する作業車両が検討されている。燃料電池は使用に伴って劣化が進むため、燃料電池の劣化に応じて燃料電池のメンテナンスを行う必要がある。メンテナンスの例としては、燃料電池の交換が挙げられる。

【0003】

特許文献１には、複数の車両のメンテナンスを効率良く行い、生産性を維持するためのメンテナンススケジュールの計画方法に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－１８５３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

燃料電池のメンテナンス時期を推定するにあたって、燃料電池の劣化を予測することが求められている。本開示の目的は、燃料電池の劣化に応じたメンテナンス時期を推定することができる管理システム及び管理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、管理システムは、作業現場を走行する燃料電池の劣化状態を特定する状態特定部と、前記作業車両の前記燃料電池の前記劣化状態に基づいて、前記作業車両の前記燃料電池のメンテナンスを開始するメンテナンス開始タイミングを推定するタイミング推定部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

上記態様によれば、管理装置は燃料電池の劣化に応じたメンテナンス時期を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第一実施形態に係る管理装置を備える運搬システムの構成を示す図である。

【図2】第一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3】第一実施形態に係る運搬車両が備える動力系および駆動系の構成を示す概略ブロック図である。

【図4】第一実施形態に係る運搬車両が備える制御系の構成を示す概略ブロック図である。

【図5】第一実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図6】第一実施形態に係るメンテナンス期間の確認処理を示すフローチャートである。

【図7】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ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】

〈第一実施形態〉
《運搬システム１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。
図１は、第一実施形態に係る管理装置５０を備える運搬システム１の構成を示す図である。運搬システム１は、複数の運搬車両１０を用いて採掘された砕石等を運搬するために用いられる。運搬車両１０は、水素ガスを燃料とする燃料電池によって駆動する。管理装置５０は、運搬車両１０を走行させるための制御データを送信し、運搬車両１０の運行を制御する。運搬車両１０は作業車両の一例である。

【0010】

鉱山には、採掘場Ｐ１と排土場Ｐ２とが設けられる。運搬車両１０は、採掘場Ｐ１にて積込機械３０によって砕石を積み込まれ、砕石を排土場Ｐ２まで運搬し、排土場Ｐ２にて砕石を排出する。積込機械３０は、例えば油圧ショベルやホイルローダであってよい。運搬車両１０は、排土場Ｐ２にて砕石を排出すると、再度採掘場Ｐ１へ移動し、採石を積載する。鉱山には、運搬車両１０が走行するコースＣが設けられる。コースＣは、図１に示すように対面通行道路であってもよいし、一方通行道路であってもよい。

【0011】

《運搬車両１０の構成》
図２は、第一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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

車体１２は、車体フレームを含む。車体１２は、ダンプボディ１１を支持する。車体１２は、走行装置１３に支持される。

【0017】

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。なお、操舵輪と駆動輪の組み合わせはこれに限られず、走行装置１３は、四輪駆動、四輪操舵であってもよい。

【0018】

図３は、第一実施形態に係る運搬車両１０が備える動力系１４および駆動系１５の構成を示す概略ブロック図である。動力系１４は、水素タンク１４１、水素供給装置１４２、燃料電池１４３、バッテリ１４４、ＤＣＤＣコンバータ１４５、リターダグリッド１４６を備える。
水素供給装置１４２は、水素タンク１４１に充填された水素ガスを燃料電池１４３に供給する。燃料電池１４３は、水素供給装置１４２から供給される水素と外気に含まれる酸素とを電気化学反応させて電力を発生する。バッテリ１４４は、燃料電池１４３において発生した電力を蓄える。ＤＣＤＣコンバータ１４５は、制御系１６（図４参照）からの指示に従って接続される燃料電池１４３またはバッテリ１４４から電力を出力させる。リターダグリッド１４６は、バッテリ１４４への充電ができない場合に、駆動系１５からの回生電力を熱エネルギーに変換する。

【0019】

動力系１４が出力した電力は、母線Ｂを介して駆動系１５へ出力される。駆動系１５は、インバータ１５１と、ポンプ駆動モータ１５２と、油圧ポンプ１５３と、ホイストシリンダ１５４と、インバータ１５５と、走行駆動モータ１５６とを有する。インバータ１５１は、母線Ｂからの直流電流を三相交流電流に変換してポンプ駆動モータ１５２に供給する。ポンプ駆動モータ１５２は、油圧ポンプ１５３を駆動する。油圧ポンプ１５３から吐出された作動油は、図示しない制御弁を介してホイストシリンダ１５４に供給される。作動油がホイストシリンダ１５４に供給されることにより、ホイストシリンダ１５４が作動する。ホイストシリンダ１５４は、ダンプボディ１１をダンプ動作又は下げ動作させる。インバータ１５５は、母線Ｂからの直流電流を三相交流電流に変換して走行駆動モータ１５６に供給する。走行駆動モータ１５６が発生した回転力は、走行装置１３の駆動輪に伝達される。

【0020】

運搬車両１０は、動力系１４および駆動系１５を制御する制御系１６を備える。図４は、第一実施形態に係る運搬車両１０が備える制御系１６の構成を示す概略ブロック図である。制御系１６は、計測装置１６１、通信装置１６２、制御装置１６３、操作装置１６４、モニタ１６５を備える。

【0021】

計測装置１６１は、燃料電池１４３の稼働状態に関するデータを収集する。計測装置１６１は、燃料電池１４３が出力する電流の大きさ（電流値）および電圧の大きさ（電圧値）を計測する。

【0022】

通信装置１６２は、移動体通信網などを介して管理装置５０との通信を行う。通信装置１６２は、計測装置１６１によって計測された各種計測値を格納した計測データを管理装置５０に送信する。通信装置１６２は、管理装置５０から運搬車両１０を制御するための制御データを受信する。

【0023】

制御装置１６３は、通信装置１６２が管理装置５０から受信した制御データおよび操作装置１６４の操作量に従って、運搬車両１０を駆動させる。
操作装置１６４は、運転室に設けられ、オペレータによる操作を受け付ける。操作装置１６４は、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール、ダンプレバーなどを備える。
モニタ１６５は、運転室に設けられ、走行ルートなどをオペレータに表示する。

【0024】

制御装置１６３は、データ取得部１７１、発電電力設定部１７２、車体制御部１７３、燃料電池制御部１７４、必要電力算出部１７５、バッテリ制御部１７６、表示制御部１７７を備える。

【0025】

データ取得部１７１は、通信装置１６２から制御データを取得し、計測装置１６１から計測データを取得する。
発電電力設定部１７２は、データ取得部１７１が取得した制御データに基づいて、燃料電池１４３に出力させる電力の目標値である目標発電電力を決定する。発電電力設定部１７２は、決定した目標発電電力を燃料電池制御部１７４に設定する。第１の実施形態に係る発電電力設定部１７２は、走行ルートごとに一意の目標発電電力を設定する。つまり、目標発電電力は、走行ルートの走行中一定の値である。
車体制御部１７３は、操作装置１６４の操作量により、運搬車両１０を制御するための制御信号を生成する。例えば車体制御部１７３は、走行装置１３のステアリング、アクセル、ブレーキ、ダンプボディ動作などを制御する制御信号を生成する。

【0026】

燃料電池制御部１７４は、燃料電池１４３が発電電力設定部１７２が設定した目標発電電力を出力するように、水素供給装置１４２による水素の供給量を制御する。なお、第１の実施形態では、目標発電電力として時間によらず一定の値が設定されるため、走行ルートの走行中、燃料電池制御部１７４は一定の電力を出力するように、水素供給装置１４２による水素の供給量を制御する。
必要電力算出部１７５は、車体制御部１７３が生成する制御信号に基づいて動力系１４において必要とされる必要電力を算出する。
バッテリ制御部１７６は、燃料電池１４３の発電電力と必要電力との差分を算出する。バッテリ制御部１７６は、発電電力が必要電力より大きい場合に、差分に係る電力をバッテリ１４４に充電させ、発電電力が必要電力より小さい場合に、差分に係る電力をバッテリ１４４から放電させるように、バッテリ１４４に接続されたＤＣＤＣコンバータ１４５を制御する。
表示制御部１７７は、制御データに含まれる走行ルートをモニタ１６５に表示させる。

【0027】

《管理装置５０の構成》
図５は、第一実施形態に係る管理装置５０の構成を示す概略ブロック図である。
管理装置５０は、計測データ取得部５１、履歴記憶部５２、状態特定部５３、劣化速度特定部５４、劣化速度記憶部５５、タイミング推定部５６、ルート決定部５７、制御データ送信部５８を備える。

【0028】

計測データ取得部５１は、複数の運搬車両１０から、燃料電池１４３の電圧および電流の計測データを取得する。
履歴記憶部５２は、計測データ取得部５１が取得した計測データと、計測データの受信時刻と、当該運搬車両１０の走行ルートとを関連付けて記憶する。

【0029】

状態特定部５３は、計測データ取得部５１が取得した電圧および電流の計測データに基づいて、燃料電池１４３の劣化状態を特定する。燃料電池１４３は、劣化に伴う内部抵抗の増加により、電流電圧特性が変化する。具体的には、燃料電池１４３の劣化に伴って出力される電圧が低下する。第一実施形態においては、状態特定部５３は、燃料電池１４３が出力する電流の大きさが所定の範囲内にあるときの電圧値に基づいて、劣化状態が特定される。つまり、第一実施形態においては、劣化状態は電圧値によって表される。所定の範囲は、例えば運搬車両１０の平地運転時の平均的な電流値の範囲など、鉱山運用時に使用頻度が高い電流値の範囲であることが好ましい。当該範囲は、範囲の上限および下限の間における電圧値の変化が十分に小さい範囲であることが好ましい。

【0030】

劣化速度特定部５４は、状態特定部５３が特定した劣化状態に基づいて燃料電池１４３の劣化速度を特定する。具体的には、劣化速度特定部５４は、運搬車両１０が継続して同じ走行ルートを走行している間の複数のタイミングにおいて特定された劣化状態から、走行時間と劣化状態の関係を特定し、劣化速度を算出する。つまり第一実施形態において、劣化速度は、走行時間と劣化状態（電圧値）の関数の傾きによって表される。なお、鉱山の走行ルートはそれぞれ斜面を多く含み、斜面の勾配や距離が走行ルートによって異なるため、走行のために必要な電力が異なる。そのため、走行ルートによって燃料電池１４３の劣化速度は異なる。また、運搬車両１０ごとに重量や運転の特性が異なることから、運搬車両１０によっても燃料電池１４３の劣化速度は異なる。

【0031】

劣化速度記憶部５５は、運搬車両１０と走行ルートの組み合わせごとに、燃料電池１４３の劣化速度を記憶する。

【0032】

タイミング推定部５６は、各運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化状態と、劣化速度記憶部５５が記憶する劣化速度とに基づいて、各運搬車両１０のメンテナンス期間を推定する。メンテナンス期間は、燃料電池１４３の劣化状態が所定の閾値以下となるメンテナンス開始タイミングから、燃料電池１４３の載せ替え等の処置が終了するメンテナンス終了タイミングまでの期間である。

【0033】

ルート決定部５７は、鉱山の稼働状況に基づいて運搬車両１０の走行ルートを決定する。また、ルート決定部５７は、一部の運搬車両１０のメンテナンス期間に重複が生じる場合に、重複に係る運搬車両１０の少なくとも一方の走行ルートを変更する。

【0034】

制御データ送信部５８は、ルート決定部５７が決定した走行ルート、ならびに当該走行ルートを走行するための走行負荷および所要時間を示す制御データを運搬車両１０に送信する。

【0035】

《管理装置５０の処理》
運搬車両１０の制御装置１６３は、所定のタイミングで燃料電池１４３に係る計測データを管理装置５０に送信する。制御装置１６３が計測データを送信するタイミングは、例えば週ごとの所定時刻や、稼働開始時などが挙げられる。管理装置５０の計測データ取得部５１は、複数の運搬車両１０それぞれから計測データを受信する。計測データ取得部５１は、運搬車両１０ごとに、受信した計測データと、受信時刻と、当該運搬車両１０の走行ルートとを関連付けて履歴記憶部５２に記録する。

【0036】

図６は、第一実施形態に係るメンテナンス期間の確認処理を示すフローチャートである。管理装置５０は、所定の周期ごとに、複数の運搬車両１０のメンテナンス期間の確認処理を行う。メンテナンス期間の確認処理を行う周期は、計測データの取得の周期より長くてよい。管理装置５０は、複数の運搬車両１０を１つずつ選択し（ステップＳ１）、各運搬車両１０について以下のステップＳ２からステップＳ１０の処理を行う。

【0037】

管理装置５０の状態特定部５３は、履歴記憶部５２を参照し、ステップＳ１で選択された運搬車両１０の走行ルートが、現在を起点とする過去の一定期間（例えば、１か月間）以内に変化したか否かを判定する（ステップＳ２）。運搬車両１０の走行ルートが一定期間以内に変化していない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、状態特定部５３は、履歴記憶部５２から当該運搬車両１０が現在の走行ルートを走行している間に取得された計測データのうち電流値が所定範囲内のものを抽出し、抽出された各計測データの電圧値を、当該計測データの取得時における燃料電池１４３の劣化状態として特定する（ステップＳ３）。このとき、状態特定部５３は、最後に取得された電流値が所定範囲内の計測データに基づいて現在の燃料電池１４３の劣化状態を特定する。

【0038】

劣化速度特定部５４は、抽出した計測データの計測時刻と電圧値とに基づいて、電圧値の時間に対する変化量を、劣化速度として特定する（ステップＳ４）。劣化速度特定部５４は、例えば直近の２回の計測結果に基づいて、電圧値の差を時刻の差で除算することで劣化速度を求めてよい。また劣化速度特定部５４は、例えば最小二乗法などを用いて、複数回の計測結果から劣化速度を求めてもよい。劣化速度特定部５４は、特定した劣化速度を、当該運搬車両１０と走行ルートの組み合わせに関連付けて劣化速度記憶部５５に記録する（ステップＳ５）。なお、当該運搬車両１０と当該走行ルートの組み合わせが、劣化速度記憶部５５に既に記録されている場合、劣化速度特定部５４は記録されている劣化速度を更新する。
運搬車両１０の走行ルートが一定期間以内に変化した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、劣化速度特定部５４は、劣化速度の特定および記録をしない。

【0039】

次に、タイミング推定部５６は、劣化速度記憶部５５に、ステップＳ１で選択された運搬車両１０と当該運搬車両１０の現在の走行ルートの組み合わせに関連付けられた燃料電池１４３の劣化速度が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ６）。運搬車両１０の現在の走行ルートの組み合わせに関連付けられた劣化速度が記憶されている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、タイミング推定部５６は、劣化速度記憶部５５からその劣化速度を読み出し、運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化速度として特定する（ステップＳ７）。他方、運搬車両１０の現在の走行ルートの組み合わせに関連付けられた劣化速度が記憶されていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、タイミング推定部５６は、ステップＳ１で選択された運搬車両１０の現在の走行ルートに関連付けられた、他の運搬車両１０に係る劣化速度の平均値を、運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化速度として特定する（ステップＳ８）。なお、全ての運搬車両１０について走行ルートに係る劣化速度が記録されていない場合、タイミング推定部５６は、当該走行ルートについて予め特定された基準の劣化速度を、運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化速度として特定してよい。

【0040】

タイミング推定部５６は、ステップＳ３で特定した、ステップＳ１で選択された運搬車両１０の燃料電池１４３の現在の劣化状態と、ステップＳ７またはステップＳ８で特定した劣化速度とに基づいて、メンテナンス開始タイミングを推定する（ステップＳ９）。メンテナンス開始タイミングは、燃料電池１４３の劣化状態が所定の閾値（例えば、初期の電圧値の９０％）以下となるタイミングである。タイミング推定部５６は、ステップＳ９で特定したメンテナンス開始タイミングから、燃料電池１４３の載せ替え等に必要な所定の時間だけ後のタイミングを、メンテナンス終了タイミングとして推定する（ステップＳ１０）。これにより、タイミング推定部５６は、ステップＳ１で選択した運搬車両１０のメンテナンス期間を推定することができる。

【0041】

管理装置５０がすべての運搬車両１０についてメンテナンス期間を推定すると、ルート決定部５７は、メンテナンス期間が重複する運搬車両１０が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。ルート決定部５７は、メンテナンス期間が重複する運搬車両１０が存在する場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、重複に係る運搬車両１０の１つについて、メンテナンス期間が重複に係る他の運搬車両１０のメンテナンス期間と重複しなくなるように、走行ルートを変更する（ステップＳ１２）。以下、重複に係る運搬車両１０のうち、メンテナンス期間を変更する運搬車両１０を第一運搬車両とよび、重複に係る運搬車両１０のうち、メンテナンス期間を変更しない運搬車両１０を第二運搬車両とよぶ。例えば、ルート決定部５７は、第一運搬車両のメンテナンス期間が第二運搬車両のメンテナンス期間の前に終わるように、劣化速度の大きい走行ルートに変更してもよい。また例えば、ルート決定部５７は、第一運搬車両のメンテナンス期間が第二運搬車両のメンテナンス期間の後に始まるように、劣化速度の小さい走行ルートに変更してもよい。ルート決定部５７が走行ルートの変更を決定すると、制御データ送信部５８は、決定した変更後の走行ルートを示す制御データを運搬車両１０に送信する（ステップＳ１３）。これにより、運搬車両１０の制御装置１６３は、受信した制御データに基づいて、燃料電池１４３の発電電力を設定する。なお、走行ルートの変更に係る制御データの送信は、運搬車両１０が走行ルートを一巡したタイミング、例えば排土場への到着のタイミングになされてもよい。

【0042】

ルート決定部５７は、１つの運搬車両１０について走行ルートを変更すると、ステップＳ１１に処理を戻し、再度メンテナンス期間が重複する運搬車両１０が存在するか否かを判定する。ステップＳ１１においてンテナンス期間が重複する運搬車両１０が存在しなくなったら（ステップＳ１１：ＮＯ）、管理装置５０はメンテナンス期間の確認処理を終了する。

【0043】

《作用・効果》
このように、第一実施形態に係る管理装置５０は、状態特定部５３、タイミング推定部５６を備える。状態特定部５３は、運搬車両１０に搭載される燃料電池１４３の劣化状態を特定する。タイミング推定部５６は、運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化状態に基づいて、運搬車両１０の燃料電池１４３のメンテナンスを開始するメンテナンス開始タイミングを推定する。これにより、管理装置５０は、鉱山の走行による燃料電池１４３の劣化に応じたメンテナンス時期を推定することができる。

【0044】

また、第一実施形態に係る管理装置５０は、更に以下の構成を有する。管理装置５０は、劣化速度特定部５４を備える。状態特定部５３は、運搬車両１０に搭載される燃料電池１４３が出力する電圧の大きさと電流の大きさの関係に基づいて、燃料電池１４３の劣化状態を特定する。劣化速度特定部５４は、作業現場における走行ルートごとに、運搬車両１０の走行ルートの走行による燃料電池１４３の劣化速度を特定する。タイミング推定部５６は、運搬車両１０の燃料電池１４３の劣化状態と、運搬車両１０の走行ルートから特定される燃料電池１４３の劣化速度とに基づいて、メンテナンス開始タイミングを推定する。これにより、管理装置５０は、鉱山の走行による燃料電池１４３の将来の劣化を予測し、将来の劣化に応じたメンテナンス時期を推定することができる。なお、上記実施形態に係る劣化速度特定部５４は、作業現場における走行ルートごとに、当該走行ルートを走行する運搬車両１０について複数のタイミングにおいて特定された燃料電池１４３の劣化状態に基づいて、走行ルートの走行による燃料電池１４３の劣化速度を特定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては劣化速度は、予め実地試験などによって求められたものであってもよい。

【0045】

また、第一実施形態に係る管理装置５０は、更に以下の構成を有する。管理装置５０は、複数の運搬車両１０それぞれの走行ルートを決定するルート決定部５７を備える。管理装置５０のタイミング推定部５６は、メンテナンス開始タイミングからメンテナンス終了タイミングまでのメンテナンス期間を推定する。ルート決定部５７は、複数の運搬車両１０のうち一部の運搬車両１０同士のメンテナンス期間に重複が生じる場合に、一部の運搬車両１０のうち少なくとも１つの運搬車両１０の走行ルートを変更する。これにより、管理装置５０は、メンテナンス期間が重複しないように、複数の運搬車両１０の走行ルートを調整することができる。したがって、管理装置５０は、複数の運搬車両１０のメンテナンスが同時期に発生することによる作業遅延が生じることを防ぐことができる。
なお、第一実施形態に係る管理装置５０は、同時にメンテナンスを行う運搬車両１０が１台以下となるように走行ルートを決定するが、これに限られない。例えば、管理装置５０は、予め同時メンテナンス許容台数を定めておき、メンテナンス期間が重複する運搬車両１０の数が同時メンテナンス許容台数を超える場合に走行ルートの変更を行うものであってもよい。

【0046】

また、第一実施形態に係る管理装置５０の劣化速度特定部５４は、運搬車両１０ごとに、複数の走行ルートそれぞれについての劣化速度を特定する。タイミング推定部５６は、劣化速度特定部５４が特定した劣化速度を用いてメンテナンス開始タイミングを推定する。これにより、管理装置５０は、運搬車両１０ごとに燃料電池１４３の劣化特性の際に鑑みて精度よくメンテナンス開始タイミングを推定することができる。
複数の運搬車両１０の一つである第一運搬車両について劣化速度が特定されていない場合、タイミング推定部５６は、複数の運搬車両１０のうち劣化速度がすでに特定されている第二運搬車両の走行ルートに係る劣化速度を用いて、第一運搬車両のメンテナンス開始タイミングを推定する。これにより、管理装置５０は、劣化特性が未知の走行ルートについても、メンテナンス開始タイミングを推定することができる。
なお、他の実施形態においては、管理装置５０は、運搬車両１０によらず、走行ルートごとに平均的な劣化速度を特定するものであってもよい。

【0047】

〈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。

【0048】

上述した実施形態に係る管理装置５０は、一定周期ごとに、すべての運搬車両１０についての燃料電池１４３の劣化速度の特定および走行ルートの変更を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る管理装置５０は、運搬車両１０ごとに、当該運搬車両１０が走行ルートを一巡したタイミングで、当該運搬車両１０の劣化速度の特定および走行ルートの変更を行ってもよい。また他の実施形態に係る管理装置５０は、一定周期ごとに、すべての運搬車両１０についての燃料電池１４３の劣化速度の特定を行い、運搬車両１０ごとに、当該運搬車両１０が走行ルートを一巡したタイミングで、当該運搬車両１０の走行ルートの変更を行ってもよい。

【0049】

上述した実施形態に係る管理装置５０および制御装置１６３は、それぞれ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、管理装置５０または制御装置１６３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管理装置５０または制御装置１６３として機能するものであってもよい。このとき、制御装置１６３を構成する一部のコンピュータが運搬車両１０の内部に搭載され、他のコンピュータが運搬車両１０の外部に設けられてもよい。

【0050】

上述した実施形態に係る運搬車両１０は、オペレータによって操作される有人車両であるが、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、自動走行する無人車両であってもよい。この場合、運搬車両１０の制御系１６は操作装置１６４およびモニタ１６５を備えなくてもよい。また車体制御部１７３は、走行ルートと計測装置１６１の計測値によるＰＩＤ制御などによって、制御信号を生成すればよい。

【0051】

また、上述した実施形態では、作業車両として運搬車両１０を例に説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、管理装置５０は、油圧ショベル、ホイルローダ、ダンプトラックなどの他の作業車両を管理してもよい。

【0052】

また、上述した実施形態では、運搬車両１０が、燃料電池１４３から常に一定の電力を出力させ、運搬車両１０の駆動に必要な電力と燃料電池１４３が出力する電力との差分を、バッテリ１４４の充電または放電で賄うレンジエクステンダ方式で駆動するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、運搬車両１０は、運搬車両１０の負荷に応じて燃料電池１４３から出力する電力を変動させるプライムムーバ方式で駆動してもよい。この場合、発電電力設定部１７２は、走行ルートの走行中に燃料電池１４３が出力する電力が、運搬車両１０の駆動に要する必要電力の変動範囲よりも狭い範囲で変動するように、目標発電電力を決定する。例えば、発電電力設定部１７２は、ステアリング、アクセル、ブレーキ、ダンプボディ動作ごとに、燃料電池１４３が出力すべき電力を設定する場合、必要電力より小さい電力を目標発電電力として設定するものであってよい。また例えば、発電電力設定部１７２は、必要電力に対する目標発電電力の割合として、１００％未満の値を設定するものであってもよい。また例えば、発電電力設定部１７２は、目標発電電力の時系列を設定するものであってもよい。

【0053】

〈コンピュータ構成〉
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９３、ストレージ９５、インタフェース９７を備える。
上述の管理装置５０および制御装置１６３は、それぞれコンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９５に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９５から読み出してメインメモリ９３に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９３に確保する。プロセッサ９１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。

【0054】

プログラムは、コンピュータ９０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、コンピュータ９０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９１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。

【0055】

ストレージ９５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９５は、コンピュータ９０の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９７または通信回線を介してコンピュータ９０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コンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９３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９５は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0056】

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９５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。

【符号の説明】

【0057】

１…運搬システム １０…運搬車両 １１…ダンプボディ １２…車体 １３…走行装置 １４…動力系 １４１…水素タンク １４２…水素供給装置 １４３…燃料電池 １４４…バッテリ １４５…ＤＣＤＣコンバータ １４６…リターダグリッド １５…駆動系 １５１…インバータ １５２…ポンプ駆動モータ １５３…油圧ポンプ １５４…ホイストシリンダ １５５…インバータ １５６…走行駆動モータ １６…制御系 １６１…計測装置 １６２…通信装置 １６３…制御装置 １６４…操作装置 １６５…モニタ １７１…データ取得部 １７２…発電電力設定部 １７３…車体制御部 １７４…燃料電池制御部 １７５…必要電力算出部 １７６…バッテリ制御部 １７７…表示制御部 ３０…積込機械 ５０…管理装置 ５１…計測データ取得部 ５２…履歴記憶部 ５３…状態特定部 ５４…劣化速度特定部 ５５…劣化速度記憶部 ５６…タイミング推定部 ５７…ルート決定部 ５８…制御データ送信部 ９０…コンピュータ ９１…プロセッサ ９３…メインメモリ ９５…ストレージ ９７…インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】