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公開番号2025059315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169343
出願日2023-09-29
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250403BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】燃料電池の発電と停止を切換える頻度を抑え、燃料電池の劣化を抑制することができる作業機械を提供する。
【解決手段】ショベルは、複数の燃料電池32A,32Bと、燃料電池32A,32Bを電力源として駆動する電動機17と、電動機17の目標回転数を指示する回転数ダイヤル20及びモードスイッチ21と、燃料電池32A,32Bのうち使用する燃料電池の台数である発電台数を制御する車体コントローラ30とを備える。車体コントローラ30は、電動機17の消費する消費電力に基づいて、燃料電池32A,32Bが発電する総発電電力の目標値を演算し、回転数ダイヤル20及びモードスイッチ21により指示された電動機17の目標回転数に応じて総発電電力の閾値を演算し、演算された目標値及び閾値に基づいて燃料電池の発電台数を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の燃料電池と、前記複数の燃料電池を電力源として駆動する電動機と、前記電動機の目標回転数を指示する目標回転数指示装置と、前記複数の燃料電池のうち使用する燃料電池の台数である発電台数を制御する制御装置とを備えた作業機械において、
前記制御装置は、前記電動機の消費する消費電力に基づいて、前記複数の燃料電池が発電する総発電電力の目標値を演算し、前記目標回転数指示装置により指示された前記電動機の目標回転数に応じて前記総発電電力の閾値を演算し、演算された前記目標値および前記閾値に基づいて前記燃料電池の発電台数を制御することを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記総発電電力の前記目標値と前記閾値との比較結果により、前記燃料電池の発電台数を増減させることを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記目標回転数指示装置により指示された前記電動機の目標回転数が大きいほど前記閾値を小さく設定することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械において、
前記複数の燃料電池により発電された電力で充電し、放電して前記電動機に電力を供給する二次電池を更に備え、
前記制御装置は、前記二次電池の残存容量に応じて前記閾値を補正することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械の動作を禁止するロック状態と前記作業機械の動作を許可するロック解除状態とに切換えるロック装置を備え、
前記制御装置は、前記ロック装置がロック状態に切換えられた場合、前記総発電電力の前記目標値および前記閾値にかかわらず、前記燃料電池の発電台数を１台以下に設定することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記複数の燃料電池のそれぞれに対して発電電力と発電時間との積である使用度を演算し、演算された前記使用度が小さい燃料電池ほど優先して運転し、演算された前記使用度が大きい燃料電池ほど優先して停止することを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベル等の作業機械に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、自動車等の一般車両において、複数の燃料電池システムの全体としての劣化を抑制するために、複数の燃料電池の総発電電力の目標値（要求電力）と閾値との比較結果に基づいて、各燃料電池の動作状態、停止状態を切換える制御装置を備えたことを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０４３６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、作業機械は、例えばアクチュエータの駆動と停止等に因る作業負荷の変動が大きく、それに伴い総発電電力の目標値の変動も大きい。さらに、アクチュエータの駆動と停止の切換えが頻繁に行われる。そのため、特許文献１に記載された従来技術を作業機械に適用すると、総発電電力の目標値が予め決定された閾値に対して上回ったり、下回ったりする頻度が多くなってしまう。すなわち、燃料電池の発電台数を増減させる頻度が多くなってしまう。したがって、燃料電池の発電と停止を切換える頻度が多くなってしまい、燃料電池の劣化を早める可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池の発電と停止を切換える頻度を抑え、燃料電池の劣化を抑制することができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の燃料電池と、前記複数の燃料電池を電力源として駆動する電動機と、前記電動機の目標回転数を指示する目標回転数指示装置と、前記複数の燃料電池のうち使用する燃料電池の台数である発電台数を制御する制御装置とを備えた作業機械において、前記制御装置は、前記電動機の消費する消費電力に基づいて、前記複数の燃料電池が発電する総発電電力の目標値を演算し、前記目標回転数指示装置により指示された前記電動機の目標回転数に応じて前記総発電電力の閾値を演算し、演算された前記目標値および前記閾値に基づいて前記燃料電池の発電台数を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料電池の発電と停止を切換える頻度を抑え、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態におけるショベルの構造を表す側面図である。
本発明の一実施形態におけるショベルの駆動システム及び電気システムの構成を表す図である。
本発明の一実施形態における燃料電池の発電台数制御に係わる車体コントローラの機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。
本発明の一実施形態における回転数ダイヤルの指示値と電動機の目標回転数との関係を表す特性図である。
本発明の一実施形態における電動機の目標回転数と総発電電力の閾値との関係を表す特性図である。
本発明の一実施形態における二次電池の残存容量と総発電電力の閾値に対する補正値との関係を表す特性図である。
本発明の一実施形態における燃料電池の電流と電圧の関係及び電流と発電電力の関係を表す特性図である。
本発明の一実施形態における電動機の目標回転数、二次電池の残存容量、総発電電力の目標値及び閾値、並びに各燃料電池の発電電力の経時変化を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の適用対象としてショベルを例にとり、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態におけるショベルの構造を表す側面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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