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公開番号2024055573
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022162616
出願日2022-10-07
発明の名称ダンプトラック
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類B60W 20/15 20160101AFI20240411BHJP(車両一般)
要約【課題】鉱山の走行サイクルにおいて蓄電池の過放電を防止することにより走行性能を確保することが可能なダンプトラックを提供する。
【解決手段】コントローラ30は、走行サイクルの開始時点の蓄電池16の充電率を初期SoCとして検出し、前記走行サイクルの終了時点の蓄電池16の充電率を最終SoCとして検出し、前記最終SoCが前記初期SoCより高い場合は、第1電力閾値P1をプラス側に補正し、または、第2電力閾値P2をマイナス側に補正し、前記最終SoCが前記初期SoCより低い場合は、第1電力閾値P1をマイナス側に補正し、または、第2電力閾値P2をプラス側に補正する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
動力源である電動機と、
前記電動機に電力を供給する発電機と、
前記電動機に供給する電力および前記電動機の回生電力を蓄える蓄電池と、
前記蓄電池の出力電力を調整する双方向コンバータと、
前記双方向コンバータを制御するコントローラとを備え、
積荷場と放土場との間の走行経路で構成される走行サイクルを繰り返し走行するダンプトラックにおいて、
前記コントローラは、
前記ダンプトラックの必要電力が所定の第１電力閾値未満である場合は、前記蓄電池の出力電力指令値を前記必要電力に設定し、
前記必要電力が、前記第１電力閾値より大きい値に設定された第２電力閾値より大きい場合は、前記出力電力指令値を前記必要電力から前記第２電力閾値を引いた差分に設定し、
前記必要電力が前記第１電力閾値以上でかつ前記第２電力閾値未満である場合は、前記出力電力指令値を前記第１電力閾値より小さい値に設定し、
前記走行サイクルの開始時点の前記蓄電池の充電率を初期ＳｏＣとして検出し、
前記走行サイクルの終了時点の前記蓄電池の充電率を最終ＳｏＣとして検出し、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより高い場合は、前記第１電力閾値をプラス側に補正し、または、前記第２電力閾値をマイナス側に補正し、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより低い場合は、前記第１電力閾値をマイナス側に補正し、または、前記第２電力閾値をプラス側に補正する
ことを特徴とするダンプトラック。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記ダンプトラックの現在位置を検出する位置検出装置を備え、
前記コントローラは、前記現在位置が前記走行経路上の所定の基準位置と一致しているタイミングを、前記走行サイクルの終了時点として検出する
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項３】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記コントローラは、前記ダンプトラックの積載量が増加しているタイミングを、前記走行サイクルの終了時点として検出する
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項４】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記コントローラは、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣと等しくかつ所定の基準ＳｏＣより高い場合は、前記第１電力閾値をプラス側に補正し、または、前記第２電力閾値をマイナス側に補正し、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣと等しくかつ前記基準ＳｏＣより低い場合は、前記第１電力閾値をマイナス側に補正し、または、前記第２電力閾値をプラス側に補正する
ことを特徴とするダンプトラック。
【請求項５】
請求項１に記載のダンプトラックにおいて、
前記コントローラは、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより高い場合は、前記最終ＳｏＣから前記初期ＳｏＣを引いた差分が増加するに従って前記第１電力閾値のプラス側の補正量を増加させ、または、前記第２電力閾値のマイナス側の補正量を増加させ、
前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより低い場合は、前記初期ＳｏＣから前記最終ＳｏＣを引いた差分が増加するに従って前記第１電力閾値のマイナス側の補正量を増加させ、または、前記第２電力閾値のプラス側の補正量を増加させる
ことを特徴とするダンプトラック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンプトラックに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化への対策として、自動車や鉄道分野では蓄電池を活用したシステムが普及している。例えばハイブリッド自動車はエンジンと蓄電池を搭載しており、車両制動時の回生エネルギーを蓄電池に蓄えるとともに加速時に電力アシストすることでエンジンの燃料使用量を削減できる。また、蓄電池の電力アシストによりエンジンの出力を低減できるため、エンジンを小型化することができる。
【０００３】
鉱山現場における搬送用ダンプトラックのような大型作業車両も自動車と同様にエンジンで駆動される発電機の発電電力を利用してモータを駆動する。ダンプトラック制動時の回生エネルギーは抵抗器で熱として消費していたが、蓄電池を搭載することでハイブリッド自動車のようにエンジンの燃料使用量を削減できる。一方で、蓄電池の搭載によりエンジンを小型化する場合、ダンプトラックの登坂時など大電力が必要な場合にエンジンと蓄電池の双方を用いて走行する必要がある。
【０００４】
本技術分野の背景技術を開示する先行技術文献として、特許文献１がある。特許文献１には、「走行制御装置は、動力源である電動機および内燃エンジンと、電動機を駆動するエネルギーおよび電動機の回生制動によって回収される回生エネルギーを貯蔵する蓄電池とを備える車両に搭載される。走行制御装置は、車両の速度を予想した速度プロファイルを作成する作成部と、速度プロファイルに基づいて、回収可能な回生エネルギーの予想量を推定する推定部と、回生エネルギーの予想量と、車両の熱に関する要求を表す熱情報とに基づいて、走行に用いる動力源を決定する決定部とを備える。」と記載されている。特許文献１に記載の走行制御装置によれば、回生エネルギーの回収量の予想と、車両の熱に関する要求を表す熱情報とに基づいて、電動機に供給する駆動用エネルギーを決定することで、内燃エンジンによる熱量の発生や蓄電池の冷却や加熱のような熱管理を好適に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－９１３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、蓄電池の残量を管理する方法については記載されていない。ダンプトラックで蓄電池の残量が不足すると、登坂時などに蓄電池の電力アシストが得られず、走行性能が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉱山の走行サイクルにおいて蓄電池の過放電を防止することにより走行性能を確保することが可能なダンプトラックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、動力源である電動機と、前記電動機に電力を供給する発電機と、前記電動機に供給する電力および前記電動機の回生電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池の出力電力を調整する双方向コンバータと、前記双方向コンバータを制御するコントローラとを備え、積荷場と放土場との間の走行経路で構成される走行サイクルを繰り返し走行するダンプトラックにおいて、前記コントローラは、前記ダンプトラックの必要電力が所定の第１電力閾値未満である場合は、前記蓄電池の出力電力指令値を前記必要電力に設定し、前記必要電力が、前記第１電力閾値より大きい値に設定された第２電力閾値より大きい場合は、前記出力電力指令値を前記必要電力から前記第２電力閾値を引いた差分に設定し、前記必要電力が前記第１電力閾値以上でかつ前記第２電力閾値未満である場合は、前記出力電力指令値を前記第１電力閾値より小さい値に設定し、前記走行サイクルの開始時点の前記蓄電池のＳｏＣを初期ＳｏＣとして検出し、前記走行サイクルの終了時点の前記蓄電池の充電率を最終ＳｏＣとして検出し、前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより高い場合は、前記第１電力閾値をプラス側に補正し、または、前記第２電力閾値をマイナス側に補正し、前記最終ＳｏＣが前記初期ＳｏＣより低い場合は、前記第１電力閾値をマイナス側に補正し、または、前記第２電力閾値をプラス側に補正するものとする。
【０００９】
以上のように構成した本発明によれば、各走行サイクルの初期ＳｏＣと最終ＳｏＣとが一致するように（蓄電池の充放電収支がゼロとなるように）第１電力閾値または第２電力閾値が補正される。これにより、蓄電池の過放電を防止することができるため、ダンプトラックの走行性能を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鉱山の走行サイクルにおいて蓄電池の過放電を防止することによりダンプトラックの走行性能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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