JP2024055214A - 電動運搬車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両発進時における車止めとの接触による発進不能状態を確実に判定できる電動運搬車両を提供する。【解決手段】電動運搬車両１は、エンジン１２により駆動される発電機１３からの電力供給により駆動する電動モータ１１の駆動力により走行する。電動モータを制御するコントローラ３０は、車両発進の指示が入力された場合に回転数センサ２３の検出値であるエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上かを判定するエンジン回転数判定部４２と、当該検出値Ｎｅが回転数閾値以上と判定された時点から計測する第１経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈに達したかを判定する経過時間判定部４３と、第１経過時間が時間閾値に達したと判定された後に速度センサ２４の検出値である車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ以上かを判定する発進判定部４４とを有し、速度センサの検出値が速度閾値未満と判定された場合に電動モータを停止させる。【選択図】 図３

Description

本発明は、鉱山などで掘削された鉱石や土砂を搬送するダンプトラック等の運搬車両に係り、さらに詳しくは、エンジンに機械的に接続された発電機から電力が供給されることで駆動する電動モータの駆動力によって走行する電動運搬車両に関する。

露天掘り鉱山では、ダンプトラック等の運搬車両が掘削された鉱石や土砂を搬送している。運搬車両は、一般的に、鉱物を掘削している積込場で運搬物を荷台に積載し、運搬物を積載した状態で搬送路を走行し、運搬物を放土場で排出する（放土する）。運搬物を排出して荷台が空になった運搬車両は、再び搬送路を走行して積込場に戻り、再び運搬物を荷台に積載する。運搬車両は、このような積載と放土を何回も繰り返す作業を実行する。

運搬車両が放土場で運搬物を放土する方法として、次のような方法がある。第１に、運搬車両は、広い平地において少しずつ位置を変えながら目標位置へと後退し、地面の上に直接放土する。第２に、運搬車両は、ホッパと称する投入口又は崖下の直前まで後退し、ホッパ又は崖下へと放土する。

第２の方法を用いる場合には、放土を毎回おおよそ決まった場所から行うことができるという利点がある。しかし、運搬車両は、放土位置への後退時に行き過ぎてしまうことでホッパの中又は崖下へと落下してしまう懸念がある。そこで、ホッパ又は崖の手前には、車両の落下を防ぐために、土盛りなどによる車止めが設置されている。運搬車両は、放土位置を行き過ぎてしまいそうになったとしても、車止めの走行抵抗によってその走行が抑止されるようになっている。

上述のような運搬車両においては、トランスミッションなどの機構部の削減によるメンテナンスコストの低減などを目的として、近年電動化が進んでいる。電動運搬車両は、エンジンに機械的に接続された発電機によって発電を行い、発電機の発電電力を後輪（駆動輪）に装着された電動モータに供給することで、電動モータを走行駆動源として走行するものが一般的である。

電動モータを走行駆動源とする電動運搬車両においては、車止めに接触して走行不能な状態であるにも関わらず電動モータの出力が継続されると、電動モータ（走行駆動源）のエネルギが浪費されたり、駆動機構に対する負荷が増加したりするので、エネルギ効率の低下に繋がってしまう。また、鉱山などで近年導入され始めている自律走行型の運搬車両においては、発進指令が出力されているにも関わらず車止めに接触して走行不能な状態が継続した場合、当該発進指令が完了せず、次の指令に進めないデッドロックに陥る懸念がある。これらの理由により、電動運搬車両は、車輪が車止めに接触することで走行不能な状態にあるか否かを判定し、走行不能な状態にあると判定した場合には車両の走行駆動源を停止させることが望ましい。

車両の車輪が車止めに接触して走行不能な状態にあるか否かを判定する技術として、特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の運転支援装置は、制駆動力検出部で検出した運転操作によって生じる制駆動力（制動力と駆動力の合力）を基に推定した車両の前後方向の加速度と加速度検出部で検出した車両の前後方向の加速度との乖離の度合いを算出し、算出した乖離の度合いを基に車両が車止めに接触したか否かを判定している。当該運転支援装置は、例えば、自動車などの量産車両への搭載が想定されるものである。

特開２０１２－１１６３６０号公報

特許文献１に記載の技術を用いて車両発進時における車両の車止めへの接触の有無を判定する場合、自車両の加速度を精度よく推定するためには、運転操作によって生じる制駆動力を高精度に逐次検出する必要がある。電気車両の場合、運転操作によって生じる制駆動力のうちの駆動力は電動モータの出力トルクの値を基に算出されるので、電動モータの出力トルクを高精度に検出する必要がある。

ところで、鉱山で用いられる大型の電動運搬車両では、走行駆動源として大型の電動モータが求められるので、一般乗用の電気自動車に採用される永久磁石型の同期モータではなく、誘導モータが採用されることが一般的である。これは、誘導モータが巻線界磁を用いることで永久磁石型よりも大型に製作することができると共に、振動衝撃や高温に強いなど過酷環境にも対応可能だからである。

誘導モータでは、その回転力の発生原理から、車両発進時におけるモータの出力トルクを精度よく検出することは困難である。誘導モータは、筐体側にある固定子のコイルを励磁して発生させた回転磁界と出力シャフト側にある回転子のコイルに発生させた誘導電流との相互作用によって、トルク（回転力）を発生させるものである。誘導電流は、回転磁界の回転速度と回転子の回転速度との差（すべり）によって発生する。誘導モータの出力トルクは、センサにより検出されるモータ回転数を用いることで算出可能である。しかし、車両の発進時においては、誘導モータの回転子はほぼ静止状態であって回転数が極めて小さいことから、誘導モータ（回転子）の回転数をセンサにより精度良く計測することは非常に困難である。

このように、車両の走行駆動源として誘導モータを採用した場合、モータの出力トルクを高精度に検出することが難しい。このため、特許文献１に記載の技術を用いて車両発進時における車両の車止めへの接触の有無の判定を行うと、自車両の加速度を正確に推定することが難しく、正常な判定を行うことができないことが起こりえる。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、車両の走行駆動源として誘導モータが用いられる場合でも、車両発進時において車止めとの接触による車両の発進不能状態の有無を確実に判定することができる電動運搬車両を提供することである。

本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいる。その一例を挙げるならば、エンジンと、前記エンジンにより機械的に駆動される発電機と、前記発電機から供給される電力により駆動される電動モータと、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、車両速度を検出する速度センサと、前記電動モータの駆動を制御するコントローラとを備え、前記電動モータの駆動力によって走行することで積荷を運搬する電動運搬車両において、前記コントローラは、車両発進の指示が入力された場合に前記回転数センサの検出値が回転数閾値以上であるか否かを判定するエンジン回転数判定部と、前記回転数センサの検出値が前記回転数閾値以上であると前記エンジン回転数判定部が判定した時点からの第１経過時間を計測し、前記第１経過時間が時間閾値に到達したか否かを判定する経過時間判定部と、前記第１経過時間が前記時間閾値に到達したと前記経過時間判定部が判定した後に、前記速度センサの検出値が速度閾値以上であるか否かを判定する発進判定部とを有し、前記速度センサの検出値が前記速度閾値未満であると前記発進判定部が判定した場合には前記電動モータを停止させることを特徴とする。

本発明によれば、エンジン回転数が回転数閾値に到達した時点からの第１経過時間が時間閾値に到達した後に車両速度の速度閾値への到達の有無を判定することで、発進時の車両の動き出しから速度センサが検出可能な走行状態に至るまでの加速時間を考慮した上、電動運搬車両が車止めに接触して発進不能状態であるか否かを判定することが可能になるので、当該判定の誤りを防ぐことができる。つまり、車両発進時において車止めとの接触による車両の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係る電動運搬車両としてのダンプトラックを示す外観図である。 第１の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 図２に示す第１の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの制御手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る電動運搬車両における発進時のエンジン回転数及び車両速度の時間推移を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 図５に示す第２の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの制御手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態の変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 図８に示す第３の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの制御手順の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第１変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。 図１１に示す第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両のコントローラの制御手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の電動運搬車両の実施形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、電動運搬車両の一例として、ダンプトラックを例に挙げて説明する。なお、本明細書で述べる前後左右の方向は、電動運搬車両に搭乗したオペレータから見た方向を示している。

［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係る電動運搬車両としてのダンプトラックの概略構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る電動運搬車両としてのダンプトラックを示す外観図である。

図１において、電動運搬車両としてのダンプトラック１は、鉱山で採掘した鉱石や土砂等の積荷Ｗを運搬するものであり、後述の電動モータ１１の駆動力によって走行するものである。ダンプトラック１は、前後方向（図１の左右方向）に延びる支持構造体である車体フレーム２と、車体フレーム２の前部及び後部における左右両側にそれぞれ回転可能に設けられた車輪である前輪３及び後輪４と、車体フレーム２の前部に設置されたキャビン５と、車体フレーム２上に起伏（傾転）可能に搭載された荷台６とを備えている。車体フレーム２の前部には、電動モータ１１に電力を供給するためのエンジン１２、発電機１３、インバータ１４（後述の図２参照）などが搭載されている。

前輪３は、例えば、オペレータによって操舵される操舵輪である。後輪４は、電動モータ１１によって回転駆動される駆動輪である。車体フレーム２の前部と前輪３との間には、走行時に路面から受ける振動を吸収して車体フレーム２への衝撃を緩和するフロントサスペンション７が設けられている。車体フレーム２の後部と後輪４との間には、走行時に路面から受ける振動を吸収して車体フレーム２への衝撃を緩和するリアサスペンション８が設けられている。フロントサスペンション７及びリアサスペンション８は、例えば、圧縮性のオイルが封入されたサスペンションシリンダを含んでおり、ピストンによるオイルの圧縮をばねとする機構を有している。

キャビン５は、オペレータが搭乗して車両を操縦する部分である。キャビン５には、オペレータが着座する運転席（図示せず）、ダンプトラック１を走行させるための操作ペダル２１（後述の図２参照）、前輪３を操舵するステアリングホイール（図示せず）、荷台６の起伏を操作する操作部（図示せず）など、オペレータがダンプトラック１を操作するための各種の操作機器が配置されている。

荷台６は、積荷Ｗを積載するものであり、その後端部が車体フレーム２の後端部に回動ピン２ａを介して回動可能に取り付けられている。車体フレーム２と荷台６との間には、荷台６を起伏させるホイストシリンダ９が設けられている。荷台６は、ホイストシリンダ９の伸縮により、積荷Ｗを荷台６に積載して運搬する位置である運搬回動位置（実線）と積荷Ｗを荷台６から放土する位置である放土回動位置（二点鎖線）との間で車体フレーム２に対して傾転するように構成されている。

ダンプトラック１は、エンジン１２の回転数を検出する回転数センサ２３（後述の図２参照）、車両速度（ダンプトラック１の速度）を検出する車速センサ２４、車両加速度（ダンプトラック１の加速度）を検出する加速度センサ２６、積荷Ｗの積載重量を検出する積載量センサ２５を有している。車速センサ２４は、例えば、後輪４の回転速度を検出する速度センサである。積載量センサ２５は、例えば、フロントサスペンション７及びリアサスペンション８のサスペンションシリンダ内の圧力を検出する圧力センサである。積載量センサは、圧力センサ以外にも、フロントサスペンション７及びリアサスペンション８に作用する力を検出可能なセンサを用いる構成も可能である。また、積載量センサは、荷台６の着座部分に設置する重量センサとする構成も可能である。

このような構成のダンプトラック１は、積込場において、ショベルやホイールローダなどの積込機械によって積荷Ｗ（運搬物）である土砂などが荷台６に積載される。荷台６に運搬物Ｗを積載したダンプトラック１は、電動モータ１１の駆動力よって後輪４を回転駆動させることで搬送路を走行する。ダンプトラック１は、放土場において、オペレータの操作によりホイストシリンダ９が伸長することで荷台６を運搬回動位置（図１中の実線）から放土回動位置（図１中の二点鎖線）に傾転させ、荷台６に積載された運搬物Ｗを荷台６の後端から排出する（放土する）。運搬物Ｗを放出して荷台６が空になったダンプトラック１は、放土場から発進し、搬送路を走行して積込場に再び戻る。ダンプトラック１は、積込場での積載、積込場から放土場又は放土場から積込場までの走行、放土場での放土を何回も繰り返す。

ダンプトラック１は、例えば、放土場でホッパ称する投入口又は崖下（共に図示せず）の直前まで後退して停止し、荷台６の運搬物Ｗをホッパ又は崖下へ放土する。この場合、放土場には、ダンプトラック１が後退時に走行停止位置を超えて行き過ぎてしまうことを防止するため、土盛りなどによる車止め１００がホッパ又は崖の手前に設置される。ダンプトラック１が走行停止位置を超えて行き過ぎてしまいそうになるときには、車止め１００の走行抵抗によってダンプトラック１の走行を規制する。

次に、第１の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラのハード及び機能について図２を用いて説明する。図２は図１に示す第１の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。

ダンプトラック１の電動走行系は、後輪４（車輪）を回転駆動する電動モータ１１と、電動モータ１１に電力を供給する発電機１３と、発電機１３を駆動させるエンジン１２と、発電機１３から電動モータ１１に供給される電力を調整するインバータ１４とを含んでいる。電動モータ１１は、誘導モータで構成されている。発電機１３は、エンジン１２と機械的に接続されており、エンジン１２よって駆動されて発電する。エンジン１２は、その回転数が車両の発進時及び加速操作時に上昇するように構成されている。エンジン１２は、後述のコントローラ３０からの指令に応じてエンジン回転数を制御するエンジン制御部（図示せず）を有している。エンジン１２には、エンジン１２の回転数を検出する前述の回転数センサ２３が設けられている。エンジン１２（エンジン制御部）は、回転数センサ２３の検出値（エンジン回転数Ｎｅ）を後述のコントローラ３０へ出力する。インバータ１４は、後述のコントローラ３０からの指令に応じて電動モータ１１のトルクや回転数を制御するものである。電動走行系の場合、機械式の走行駆動系を構成するトランスミッションギアなどの機械要素が不要になるので、潤滑オイルの管理や機器のオーバーホールなどのメンテナンスコストを削減することができる。

コントローラ３０は、操作ペダル２１から入力される操作信号Ｐｉやエンジン１２（エンジン制御部）から入力される情報（エンジン回転数Ｎｅなど）などを基にダンプトラック１の電動走行系を制御するものである。コントローラ３０は、電動走行系のエンジン１２の駆動をエンジン制御部を介して制御すると共に、電動走行系の電動モータ１１の駆動をインバータ１４を介して制御するように構成されている。また、ダンプトラック１がキャビン５（図１参照）に搭乗したオペレータの操作によらずに走行する自律走行型の場合には、コントローラ３０は、管制局６０からの自律走行指示Ｓｉに応じてダンプトラック１の電動走行系を制御可能に構成される。

ここで、ダンプトラック１が「発進時」に車止め１００（図１参照）に接触して発進不能な状態になっている場合を想定する。もし、発進不能状態にも関わらずに電動モータ１１の駆動力を出力し続けると、電動モータ１１に供給する電力（エネルギ）が浪費されてしまい、エネルギ効率が低下する。また、ダンプトラック１が自律走行型の場合には、管制局６０から発進指示が出力されているにも関わらずに車止め１００に接触して発進不能な状態が継続する場合、当該発進指示が完了せず、次の指令に進めないデッドロックに陥る懸念がある。

そこで、本実施の形態に係るダンプトラック１のコントローラ３０は、発進時において前輪３又は後輪４（車輪）が車止め１００に接触してダンプトラック１が走行不能状態であるか否かを判定し、ダンプトラック１が発進不能な状態であると判定した場合に電動モータ１１を停止させる制御を行うように構成されている。これにより、電動モータ１１に供給される電力（エネルギ）の浪費を防ぐ。また、ダンプトラック１が自律走行型の場合には、発進指示に対してデッドロックに陥ることを防ぐ。

具体的には、コントローラ３０は、ハード構成として、例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶装置３１と、時間の計測が可能なタイマを含むＣＰＵやＭＰＵ等からなる演算処理装置３２とを備えている。記憶装置３１には、ダンプトラック１の発進時における電動走行系の制御に必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。演算処理装置３２は、記憶装置３１からプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで以下の機能を含む各種の機能を実現する。コントローラ３０は、ダンプトラック１の発進時において演算処理装置３２により実行される機能として、駆動トルク指令部４１、エンジン回転数判定部４２、経過時間判定部４３、発進判定部４４を有している。

駆動トルク指令部４１は、操作ペダル２１の操作量に応じた操作信号Ｐｉ又は管制局６０からの自律走行指示Ｓｉ（加速指示や減速指示など）を取り込み、取り込んだ当該操作信号Ｐｉ又は自律走行指示Ｓｉを基に電動モータ（誘導モータ）１１が車輪（後輪４）に対して付与する駆動トルクの指令値を演算する。基本的には、演算結果の駆動トルクの指令値に対応する電動モータ（誘導モータ）１１への供給電流の指令値Ｃｉをインバータ１４へ出力する。これにより、コントローラ３０は、インバータ１４を介して電動モータ（誘導モータ）１１の駆動（車両の走行）を制御する。ただし、発進判定部４４から後述の発進不能の判定結果が入力された場合には、操作ペダル２１の操作信号Ｐｉ又は管制局６０からの自律走行指示Ｓｉを基に演算した供給電流値の指令ではなく、電動モータ１１を停止させる指令である供給電流値が「０」である指令を出力する。なお、電動モータ１１の当該停止指令としては、供給電流値（駆動トルク）を漸減して最終的に「０」になるような指令も可能である。

誘導モータ１１は、回転磁界の回転方向（正回転又は逆回転）に応じて前進又は後退のトルクを出力することが可能である。また、誘導モータ１１は、車輪（後輪４）の回転速度に対する回転磁界の回転速度の大小関係によって、車両を加速させるトルク又は回生制動により車両を減速させるトルクを出力することが可能である。また、操作ペダル２１は、例えば、加速操作を行うアクセルペダル及び減速操作を行うリタードペダルの２つのペダルによって構成されており、アクセルペダル又はリタードペダルの操作によって誘導モータ１１の出力トルクの方向を切り換えることが可能となっている。

そのため、駆動トルク指令部４１は、演算結果の駆動トルク指令値に対して誘導モータ１１の出力トルクの印可方向に応じて正負の符号を付与することで、車両の前後進及び加減速の全てに対応した指令値を表現することが可能となっている。例えば、駆動トルク指令値の符号として、前進時における加速を正に制動を負に設定し、逆に後退時における制動を正に加速を負に設定する。車両が放土位置へのアプローチなどで後退する場合、駆動トルク指令部４１は、操作ペダル２１を構成するアクセルペダルの操作量が増加していくと、駆動トルク指令値を負の方向に増大させる。一方、操作ペダル２１を構成するリタードペダルの操作量が増加すると、駆動トルク指令値を正の方向に増大させる。

エンジン回転数判定部４２は、車両の発進操作の開始が入力された場合、エンジン回転数を監視し、エンジン回転数が回転数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定するものである。具体的には、エンジン１２のエンジン制御部から出力された回転数センサ２３の検出値であるエンジン回転数Ｎｅを取り込み、当該エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する。回転数閾値Ｎｔｈは、ダンプトラック１の発進に必要十分な電力を発電機１３が電動モータ１１へ供給可能な状態であることを判定するための指標である。

鉱山向けのような大型の電動運搬車両の場合、エンジン１２も大型になるので、発進時におけるエンジン回転数の上昇には一定の時間を要する。その上、エンジン１２のトルクは、エンジン１２自体の回転数上昇に使用されるだけでなく、発電機１３を駆動するためにも使用される。このため、電動運搬車両の発進負荷の状況によっては、エンジン回転数の上昇に更に長い時間を要する場合がある。このため、車両発進に必要十分な電力を発電機１３が供給可能な状態であるか否かを判定する指標として、発進操作の開始からの経過時間を用いることはできない。

そこで、コントローラ３０は、発電機１３の発電電力の指標としてエンジン回転数Ｎｅを用いている。エンジン１２により駆動される発電機１３の発電電力はエンジン１２の回転数が増加するにつれて増加していくので、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上である場合には、ダンプトラック１の発進に必要十分な電力を発電機１３が発電可能な状態であると見なすことができる。回転数閾値Ｎｔｈは、例えば、予め記憶装置３１に記憶されている。

経過時間判定部４３は、回転数センサ２３の検出値であるエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるとエンジン回転数判定部４２が判定した場合に、エンジン回転数判定部４２の当該判定の時点からの経過時間Ｔａを計測し、計測した経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈに到達したか否かを判定するものである。時間閾値Ｔｔｈは、ダンプトラック１の動き出しから走行状態に至るまでに加速するための時間が経過したか否かを判定するための指標である。時間閾値Ｔｔｈは、例えば、予め記憶装置３１に記憶されている。

発進判定部４４は、計測した経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈに到達したと経過時間判定部４３が判定した場合に、ダンプトラック１が発進したか否かを判定するものである。具体的には、経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈに到達したと経過時間判定部４３が判定した場合、発進判定部４４は、車速センサ２４の検出値である車両速度Ｖｓを取り込み、当該車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈよりも低いと判定した場合には、ダンプトラック１が発進時に前輪３又は後輪４が車止め１００に接触して発進不能であると見なし、発進不能の判定結果Ｄｆを駆動トルク指令部４１へ出力する。

速度閾値Ｖｔｈは、車速センサ２４が確実に検出可能な速度であって、ダンプトラック１が車止め１００に接触せずに走行状態にあることを確実に確認可能な速度に設定されている。ダンプトラック１が発進時に前輪３又は後輪４が車止め１００に接触して発進不能な状態である場合、車両速度Ｖｓは速度閾値Ｖｔｈにまで到達しない。一方、発進時に前輪３又は後輪４が車止め１００に接触していない場合、ダンプトラック１が発進可能な状態から時間閾値Ｔｔｈを経過した後には、車両速度Ｖｓが上昇して速度閾値Ｖｔｈに達している。したがって、車両速度Ｖｓの速度閾値Ｖｔｈへの到達の有無によってダンプトラック１の発進の有無を判定可能である。速度閾値Ｖｔｈは、記憶装置３１に予め記憶された一定とすることが可能である。また、速度閾値Ｖｔｈは、操作ペダル２１の発進操作の操作量又は管制局６０からの発進指示の目標速度などに応じて変更する設定も可能である。

次に、第１の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの車両発進の制御手順について図３を用いて説明する。図３は図２に示す第１の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの車両発進の制御手順の一例を示すフローチャートである。

図３において、図２に示すコントローラ３０は、ダンプトラック１の発進指示の入力の有無を判定する（ステップＳ１０）。ダンプトラック１の発進指示が入力されたと判定した場合にはステップＳ２０に進む一方、それ以外であると判定した場合には、当該制御フローを終了する。例えば、車速センサ２４の検出値Ｖｓが０であり、且つ、操作ペダル２１の加速指示を示す操作信号（アクセルべダルの操作信号）又は管制局６０からの加速指示が入力された場合に、ダンプトラック１の発進指示が入力されたと判定する。それ以外の場合には、発進指示の入力ではないと判定する。

ステップＳ１０においてＹＥＳ（発進指示の入力）と判定した場合には、コントローラ３０の駆動トルク指令部４１は、操作ペダル２１又は管制局６０からの加速指示を基に演算した電動モータ１１に対する駆動トルク指令値をインバータ１４へ出力する（ステップＳ２０）。詳細には、操作ペダル２１又は管制局６０からの加速指示を基に電動モータ１１に対する駆動トルク指令値を演算し、演算結果の駆動トルク指令値を、発電機１３から電動モータ１１へ供給する電流値である供給電流指令値Ｃｉとして、インバータ１４へ出力する。これにより、インバータ１４は、エンジン１２によって駆動された発電機１３の発電した電力を供給電流指令値（駆動トルク指令値）に応じて電動モータ１１へ供給する。なお、このコントローラ３０による駆動トルク指令値のインバータ１４への出力は、ステップＳ２０以降のステップが実行されている間も継続される。

次に、コントローラ３０は、回転数センサ２３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。具体的には、エンジン回転数判定部４２が回転数センサ２３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅを記憶装置３１に予め記憶されている回転数閾値Ｎｔｈと比較することで判定する。エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈよりも低い場合（ＮＯの場合）には、再びステップＳ３０に戻り、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上（ＹＥＳ）になるまで上記のステップＳ３０の判定を繰り返す。

ステップＳ３０においてＹＥＳの場合、コントローラ３０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上である（ＹＥＳ）とエンジン回転数判定部４２が判定した時点からの経過時間Ｔａの計測を開始し、計測した経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈを超えたか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には、経過時間判定部４３が計測した経過時間Ｔａを記憶装置３１に予め記憶されている時間閾値Ｔｔｈと比較することで判定する。経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈよりも経過していない場合（ＮＯの場合）には、再びステップＳ４０に戻り、経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈを超える（ＹＥＳになる）までステップＳ４０の判定を繰り返す。

ステップＳ４０においてＹＥＳの場合、コントローラ３０は、車速センサ２４によって検出された車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。具体的には、発進判定部４４が車速センサ２４によって検出された車両速度Ｖｓを記憶装置３１に予め記憶されている速度閾値Ｖｔｈと比較することで判定する。車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈよりも高い場合（ＹＥＳの場合）には、発進が完了したと判定して当該制御フローを終了する。一方、車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈよりも低い場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ５０においてＮＯの場合、すなわち、車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈよりも低い場合には、駆動トルク指令部４１は、電動モータ１１を停止させる停止指令をインバータ１４へ出力する（ステップＳ６０）。詳細には、発進判定部４４が発進不能の判定結果であるステップＳ５０の「ＮＯ」の判定結果Ｄｆを駆動トルク指令部４１へ出力する。駆動トルク指令部４１は、発進不能の判定結果Ｄｆの入力により、駆動トルク指令値を、ステップＳ２０における操作ペダル２１又は管制局６０の加速指示に応じた演算値から停止指令である「０」に変更する。

これらの一連の処理は、車両の発進指示が入力された場合に、先ず、車両発進の走行駆動力を電動モータ１１が出力可能である必要十分な電力を発電機１３が供給可能な状態に到達しているかを判定し、次に、車両が動き出してから加速して車速センサ２４の検出可能な速度の走行状態にまで到達しているか否かを判定するものである。これらの判定によって、誘導モータ１１の駆動トルクを検出することなく、ダンプトラック１が車止め１００に接触せずに発進したか又は車止め１００に接触して発進不能であるかを確実に判定することができる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る電動運搬車両の動作を図２～図４を用いて説明する。図４は第１の実施形態に係る電動運搬車両における発進時のエンジン回転数及び車両速度の時間推移を示すタイムチャートである。

図４において、上段図は操作ペダル２１の発進指示であるアクセルペダルの操作量の時間推移を示している。中段図は上段図に示す操作ペダル２１の発進指示に対するエンジン回転数Ｎｅの時間推移を示している。下段図は上段図に示す操作ペダル２１の発進指示に対する車両速度Ｖｓの時間推移を示している。

図４の上段図に示すように、時間Ｔ１において操作ペダル２１の発進指示が入力された場合について説明する。操作ペダル２１の発進指示に対して、図２に示すコントローラ３０は、エンジン１２のエンジン制御部を介してエンジン回転数Ｎｅをアイドル回転数Ｎｉから操作ペダル２１の操作量に応じた目標回転数まで上昇させる。ただし、エンジン１２のトルクは、エンジン１２自体の回転数上昇に使用されるだけでなく、発電機１３を駆動するためにも使用される。このため、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉから目標回転数まで上昇するには、一定の時間を要する。このため、エンジン回転数Ｎｅは、図４の中段図に示すように、時間Ｔ１におけるアイドル回転数Ｎｉから徐々に上昇していき、最終的に目標回転数に到達する。

時間Ｔ１において操作ペダル２１の発進指示が入力されると、本実施の形態のコントローラ３０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定する（図３に示すステップＳ３０）。時間Ｔ１からの経過時間が短い期間は、図４の中段図に示すように、エンジン回転数Ｎｅは回転数閾値Ｎｔｈに到達しない。

時間Ｔ２においてエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達すると、コントローラ３０は、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であると判定し、当該判定の時点（すなわち、時間Ｔ２）からの経過時間Ｔａを計測する（図３に示すステップＳ４０）。計測した経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈを過ぎると、すなわち、図４の下段図における時間Ｔ３（Ｔ３－Ｔ２＝Ｔｔｈ）に達すると、コントローラ３０は、時間閾値Ｔｔｈを経過したときの当該時間Ｔ３における車両速度Ｖｓ（Ｖ_Ｔ３）が速度閾値Ｖｔｈを超えているか否かを判定する（図３に示すステップＳ５０）。

また、コントローラ３０は、時間Ｔ１において発進指示が入力されると、操作ペダル２１の操作量を基に演算した電動モータ１１の駆動トルク指令をインバータ１４に出力する（図３に示すステップＳ２０）。これにより、エンジン１２により駆動された発電機１３の発電電力がインバータ１４を介して電動モータ１１に供給される。電動モータ１１は、その駆動トルクにより後輪４を回転駆動しようとする。しかし、時間Ｔ１からの経過時間が短い期間は、図２の中段図にしめすように、エンジン回転数Ｎｅが高くないので、発電機１３の発電電力が後輪４を回転駆動することが可能なレベルに到達していない。このため、図４の下段図に示すように、ダンプトラック１の走行速度（車両速度Ｖｓ）は、時間Ｔ１から暫くの期間においては停止状態（速度０）のままである。その後、時間Ｔ１からの時間経過に応じてエンジン回転数Ｎｅが徐々に上昇していくので、発電機１３の発電電力が後輪４を回転駆動することが可能なレベルに到達することでダンプトラック１が動き出す。

このとき、ダンプトラック１の前輪３又は後輪４が車止め１００に接触していない場合には、動き出したダンプトラック１が電動モータ１１の駆動トルクによって加速されるので、車両速度Ｖｓが徐々に上昇していく。図４の下段図においては、時間Ｔ３のときに車両速度ＶｓはＶ_Ｔ３にまで到達している。この場合、コントローラ３０は、時間Ｔ３における車両速度Ｖｓ（Ｖ_Ｔ３）が速度閾値Ｖｔｈ以上である（図３に示すステップＳ５０においてＹＥＳ）と判定する。この場合、操作ペダル２１の操作量に応じた駆動トルク指令のインバータ１４への出力が継続される。

一方、ダンプトラック１の前輪３又は後輪４が車止め１００に接触している場合には、ダンプトラック１が車止め１００によって発進不能な状態になる。そのため、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓは、時間Ｔ１から時間が経過しても発進不能な状態である「０」又はその近傍の速度になっている。すなわち、時間Ｔ３のときに車両速度Ｖｓは「０」又はその近傍の速度である。この場合、コントローラ３０は、時間Ｔ３における車両速度Ｖｓ（Ｖ_Ｔ３）が速度閾値Ｖｔｈよりも低い（図３に示すステップＳ５０においてＮＯ）と判定する。この場合、コントローラ３０は、電動モータ１１の停止指令として、操作ペダル２１の操作量とは無関係に駆動トルクが「０」の指令をインバータ１４へ出力する。

このように、本実施の形態においては、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であると判定された時点からの経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈを経過したときの車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ以上であるか否かをコントローラ３０が判定している。時間閾値Ｔｔｈは、ダンプトラック１の動き出しから走行状態に至るまでの加速時間を考慮したものである。ダンプトラック１は前輪３又は後輪４が車止め１００に接触して発進不能な状態である場合には、車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈを超えることはない。一方、ダンプトラック１は車止め１００に接触せずに発進した場合、ダンプトラック１は、時間閾値Ｔｔｈの経過後には車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈを超えた走行状態になる。したがって、コントローラ３０は、ダンプトラック１が車止め１００に接触して発進不能な状態であるか否かの判定を、電動モータ１１の駆動トルクを検出することなく上記判定によって行うことができる。

さらに、本実施の形態においては、経過時間Ｔａが時間閾値Ｔｔｈを経過したときの車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈを超えていないと判定した場合、コントローラ３０は電動モータ１１を停止させるように構成されている。これにより、車止め１００に接触して発進不能な状態であるときに電動モータ１１の出力継続が阻止されるので、電動モータ１１のエネルギ浪費を抑制することできる。また、自律走行のときに車両が車止め１００に接触して発進不能な状態の場合に、発進指示が完了せずに次の指令に進めないデッドロックに陥ることを防ぐことができる。

上述したように、第１の実施形態に係るダンプトラック１（電動運搬車両）は、エンジン１２と、エンジン１２により機械的に駆動される発電機１３と、発電機１３から供給される電力により駆動される電動モータ１１と、エンジン１２の回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２３と、車両速度Ｖｓを検出する車速センサ２４（速度センサ）と、電動モータ１１の駆動を制御するコントローラ３０とを備え、電動モータ１１の駆動力によって走行することで積荷Ｗを運搬するものである。コントローラ３０は、車両発進の指示が入力された場合に回転数センサ２３の検出値Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるか否かを判定するエンジン回転数判定部４２と、回転数センサ２３の検出値Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるとエンジン回転数判定部４２が判定した時点からの経過時間Ｔａ（第１経過時間）を計測し、経過時間Ｔａ（第１経過時間）が時間閾値Ｔｔｈに到達したか否かを判定する経過時間判定部４３と、経過時間Ｔａ（第１経過時間）が時間閾値Ｔｔｈに到達したと経過時間判定部４３が判定した後に、車速センサ２４（速度センサ）の検出値Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する発進判定部４４とを有し、車速センサ２４（速度センサ）の検出値Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈ未満であると発進判定部４４が判定した場合には電動モータ１１を停止させるように構成されている。

この構成によれば、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達した時点からの経過時間Ｔａ（第１経過時間）が時間閾値Ｔｔｈに到達した後に車両速度Ｖｓの速度閾値Ｖｔｈへの到達の有無を判定することで、発進時のダンプトラック１（電動運搬車両）の動き出しから車速センサ２４（速度センサ）が検出可能な走行状態に至るまでの加速時間を考慮した上で、ダンプトラック１（電動運搬車両）が車止め１００に接触して発進不能状態であるか否かを判定することが可能になるので、当該判定の誤りを防ぐことができる。つまり、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る電動運搬車両を図５及び図６を用いて説明する。なお、図５及び図６において、図１～図４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図５は第２の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。

図５に示す第２の実施形態に係る電動運搬車両が第１の実施形態と相違する点は、以下のとおりである。第１の実施形態に係るコントローラ３０は、エンジン回転数判定部４２が予め設定されている所定値である回転数閾値Ｎｔｈを用いて判定を行うように構成されている。それに対して、第２の実施形態に係るコントローラ３０Ａは、エンジン回転数判定部４２Ａがダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量に応じて判定指標である回転数閾値Ｎｔｈの設定を変更するように構成されている。

ダンプトラック１の総重量は、積荷Ｗの有無に応じて大幅に変化してしまう。ダンプトラック１の総重量が増加すればするほど、ダンプトラック１の発進のために必要な発電機１３の発電電力も増加する。エンジン回転数判定部４２Ａの判定指標である回転数閾値Ｎｔｈは、発電機１３の発電電力がダンプトラック１の発進のために必要な電力に達しているか否かの指標として用いられるものである。このため、回転数閾値Ｎｔｈを固定値ではなくダンプトラック１の総重量の変化（積荷Ｗの積載重量）に応じて変更する方が好ましい。

具体的には、エンジン回転数判定部４２Ａは、積荷Ｗの積載重量を検出する積載量センサとして機能する圧力センサ２５の検出値であるサスペンション７、８のシリンダ圧力Ｐｓを取り込み、圧力センサ２５の検出圧力Ｐｓを基に積荷Ｗの重量を含めたダンプトラック１の総重量を算出する。算出結果のダンプトラック１の総重量を基にダンプトラック１の発進のために必要な電力（エネルギ）を演算し、演算結果の電力（エネルギ）の大きさに応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定する。つまり、エンジン回転数判定部４２Ａは、回転数閾値Ｎｔｈを積荷Ｗの積載重量が大きくなるにしたがって高くなるように設定する。なお、本実施の形態に係るコントローラ３０Ａにおいては、エンジン回転数判定部４２Ａ以外の駆動トルク指令部４１、経過時間判定部４３、発進判定部４４の各機能部は、第１の実施形態の場合と同様である。

次に、第２の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの車両発進の制御手順について図６を用いて説明する。図６は図５に示す第２の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの発進時の制御手順の一例を示すフローチャートである。

図６に示す第２の実施形態のコントローラ３０Ａの制御手順は、第１の実施形態のコントローラ３０の制御手順（図３参照）に対して次の点で異なる。ダンプトラック１の発進指示が入力された場合に、操作ペダル２１又は管制局６０の加速指示に応じた駆動トルク指令をインバータ１４へ出力するステップＳ２０の後に、エンジン回転数判定部４２Ａが積荷Ｗの積載重量に応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定する（ステップＳ２５）。これにより、回転数閾値Ｎｔｈは、積荷Ｗの積載重量が増加するにしたがって高くなるように設定される。さらに、エンジン回転数判定部４２Ａは、回転数センサ２３の検出値であるエンジン回転数ＮｅがステップＳ２５にて設定した回転数閾値Ｎｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ３０Ａ）。この場合、回転数閾値Ｎｔｈが積荷Ｗの積載重量が増加するにしたがって高くなるように設定されているので、発電機１３の発電電力がダンプトラック１の発進のために必要な電力に達しているかの判定をエンジン回転数Ｎｅによって正確に行うことができる。なお、ステップＳ３０Ａ以降の処理（ステップＳ４０～Ｓ６０）は、第１の実施形態の場合と同様である。

上述した第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達した時点からの経過時間Ｔａ（第１経過時間）が時間閾値Ｔｔｈに到達した後に車両速度Ｖｓの速度閾値Ｖｔｈへの到達の有無を判定することで、発進時のダンプトラック１（電動運搬車両）の動き出しから車速センサ２４（速度センサ）が検出可能な走行状態に至るまでの加速時間を考慮した上で、ダンプトラック１（電動運搬車両）が車止め１００に接触して発進不能状態であるか否かを判定することが可能になるので、当該判定の誤りを防ぐことができる。つまり、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本実施の形態に係るダンプトラック１（電動運搬車両）は積荷Ｗの積載重量を検出する積載量センサとしての圧力センサ２５を更に備えている。また、上記回転数閾値Ｎｔｈは、積載量センサとしての圧力センサ２５の検出値が大きくなるにしたがって高くなるように設定される。

この構成によれば、回転数閾値Ｎｔｈが所定値ではなく積荷Ｗの積載重量に応じて設定されるので、回転数閾値Ｎｔｈは、発電機１３の発電電力がダンプトラック１の発進に必要な電力に達していると判定するための指標として、積荷Ｗの積載重量の影響が考慮された適切な値となる。したがって、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

［第２の実施形態の変形例］
次に、本発明の第２の実施形態の変形例に係る電動運搬車両について図７を用いて説明する。図７は第２の実施形態の変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。なお、図７において、図１～図６に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図７に示す第２の実施形態の変形例に係る電動運搬車両が第２の実施形態と相違する点は、以下のとおりである。第２の実施形態に係るコントローラ３０Ａのエンジン回転数判定部４２Ａは、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量（圧力センサ２５の検出値）に応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定するように構成されている。それに対して、第２の実施形態の変形例に係るコントローラ３０Ｂのエンジン回転数判定部４２Ｂは、ダンプトラック１の発進位置における傾き状態（路面勾配）に応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定するように構成されている。

ダンプトラック１の車両発進位置において路面勾配が進行方向に対して登坂になっている場合、ダンプトラック１が登坂する分、ダンプトラック１の発進のために必要な発電機１３の発電電力も増加すると考えられる。エンジン回転数判定部４２Ｂの判定指標である回転数閾値Ｎｔｈは、発電機１３の発電電力がダンプトラック１の発進のために必要な電力に達しているか否かの指標として用いられているものである。このため、回転数閾値Ｎｔｈを所定値ではなく発進位置の路面勾配の大きさに応じて設定する方が好ましい。

電動運搬車両では、車輪のスリップを防止する制御機能が普及している。当該制御機能の実現のために、電動運搬車両の多くは加速度センサを搭載している。本実施の形態のダンプトラック１も加速度センサ２６を有している。

加速度センサ２６は、例えば、重力加速度を含んだ加速度を車両（ダンプトラック１）に固定された座標系で検出するものであり、車両静止時に車両に作用する重力方向を検出することで車両の水平面に対する傾きを検出可能である。すなわち、加速度センサ２６は、車両の水平面に対する傾きを検出することで、ダンプトラック１の発進位置における路面勾配を検出可能な傾斜センサとして機能する。傾斜センサは、ダンプトラック１の発進位置における路面勾配を検出可能なものであれば、加速度センサ２６以外のセンサによって構成することも可能である。

本実施の形態のコントローラ３０Ｂのエンジン回転数判定部４２Ｂは、加速度センサ２６の検出値Ａｓであるダンプトラック１の水平面に対する傾き（路面勾配）を取り込み、加速度センサ２６の検出値Ａｓ（路面勾配）の大きさに応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定する。つまり、エンジン回転数判定部４２Ｂは、車両発進の指示のダンプトラック１の進行方向が登坂する方向である場合に、加速度センサ２６の検出値Ａｓである路面勾配が大きくなるにしたがって回転数閾値Ｎｔｈが高くなるように設定する。このため、ダンプトラック１の発進時における路面勾配の条件に対して、ダンプトラック１の発進に必要な電力に達しているか否かの判定をエンジン回転数Ｎｅによって正確に行うことができる。

なお、本実施の形態に係るコントローラ３０Ｂにおいては、エンジン回転数判定部４２Ｂ以外の駆動トルク指令部４１、経過時間判定部４３、発進判定部４４の各機能部は、第２の実施形態の場合と同様である。また、第２の実施形態の変形例のコントローラ３０Ｂの制御手順は、第２の実施形態のコントローラ３０Ａの図６に示す制御手順に対して、ステップＳ２５にてエンジン回転数判定部４２Ｂがダンプトラック１の発進位置の路面勾配に応じて回転数閾値Ｎｔｈを設定すること以外は同様である。

上述した第２の実施形態の変形例によれば、前述した第２の実施形態と同様に、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本実施の形態に係るダンプトラック１（電動運搬車両）は路面勾配を検出可能な傾斜センサとしての加速度センサ２６を更に備えている。また、上記回転数閾値Ｎｔｈは、車両発進の指示の車両進行方向が登坂する方向である場合、傾斜センサとしての加速度センサ２６の検出値Ａｓが大きくなるにしたがって高くなるように設定される。

この構成によれば、回転数閾値Ｎｔｈが所定値ではなく登坂の路面勾配に応じて設定されるので、回転数閾値Ｎｔｈは、発電機１３の発電電力がダンプトラック１の発進に必要な電力に達していると判定するための指標として、登坂の路面勾配の影響が考慮された適切な値となる。したがって、車両発進時において車止め１００との接触による車両の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る電動運搬車両を図８及び図９を用いて説明する。なお、図８及び図９において、図１～図７に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図８は第３の実施形態に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。

図８に示す第３の実施形態に係る電動運搬車両が第１の実施形態と相違する点は、以下のとおりである。第１の実施形態に係るコントローラ３０は、経過時間判定部４３が予め設定されている所定値である時間閾値Ｔｔｈを用いて判定を行うものである。それに対して、第３の実施形態に係るコントローラ３０Ｃは、経過時間判定部４３Ｃがダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量に応じて判定指標である時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するものである。

ダンプトラック１の総重量は、積荷Ｗの有無に応じて大幅に変化してしまう。ダンプトラック１の総重量が異なれば、電動モータ１１が後輪４に対して同じ駆動トルクを与えても、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈに到達するまでに掛かる時間は変化してしまう。電動モータ１１の駆動トルクが一定である場合、すなわち車両の加速度が一定である場合、所定の速度に到達するまでに掛かる時間は車両の総重量に比例することが知られている。つまり、ダンプトラック１の総重量（積荷Ｗの積載重量）が増加すればするほど、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈに到達するまでに掛かる時間も長くなる。そこで、時間閾値Ｔｔｈを所定値ではなくダンプトラック１の総重量の変化（積荷Ｗの積載重量）に応じて設定する方が好ましい。

具体的には、経過時間判定部４３Ｃは、積載量センサとして機能する圧力センサ２５の検出値であるサスペンション７、８のシリンダ圧力Ｐｓを取り込み、圧力センサ２５の検出値Ｐｓを基に積荷Ｗの積載重量又は積荷Ｗの積載重量を含むダンプトラック１の総重量を算出する。算出結果の積荷Ｗの積載重量又はダンプトラック１の総重量の大きさに応じて時間閾値Ｔｔｈを設定する。つまり、経過時間判定部４３Ｃは、時間閾値Ｔｔｈを積荷Ｗの積載重量が大きくなるにつれて長くなるように設定する。なお、本実施の形態に係るコントローラ３０Ｃにおいては、経過時間判定部４３Ｃ以外の駆動トルク指令部４１、エンジン回転数判定部４２、発進判定部４４の各機能部は、第１の実施形態の場合と同様である。

次に、第３の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの車両発進時の制御手順について図９を用いて説明する。図９は図８に示す第３の実施形態に係る電動運搬車両のコントローラの発進時の制御手順の一例を示すフローチャートである。

図９に示す第３の実施形態のコントローラ３０Ｃの制御手順は、第１の実施形態のコントローラ３０の制御手順（図３参照）に対して次の点で異なる。ダンプトラック１の発進指示が入力された場合に、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であると判定された後（ステップＳ３０にてＹＥＳの判定後）に、経過時間判定部４３Ｃが積荷Ｗの積載重量又はダンプトラック１の総重量に応じて時間閾値Ｔｔｈを設定する（ステップＳ３５）。これにより、時間閾値Ｔｔｈは、積荷Ｗの積載重量が増加するにしたがって大きくなるように設定される。さらに、経過時間判定部４３Ｃは、計測している経過時間ＴａがステップＳ３５にて設定した時間閾値Ｔｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ４０Ｃ）。この場合、時間閾値Ｔｔｈが積荷Ｗの積載重量が増加するにしたがって大きくなるように設定されているので、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓが速度閾値に到達するまで加速するための時間を考慮した上で車止め１００への接触の有無を判定することができる。なお、ステップＳ３５及びステップＳ４０Ｃ以外の処理（ステップＳ１０～Ｓ３０及びＳ５０～Ｓ６０）は、第１の実施形態の場合と同様である。

上述した第３の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達した時点からの経過時間Ｔａ（第１経過時間）が時間閾値Ｔｔｈに到達した後に車両速度Ｖｓの速度閾値Ｖｔｈへの到達の有無を判定することで、発進時のダンプトラック１（電動運搬車両）の動き出しから車速センサ２４（速度センサ）が検出可能な走行状態に至るまでの加速時間を考慮した上で、ダンプトラック１（電動運搬車両）が車止め１００に接触して発進不能状態であるか否かを判定することが可能になるので、当該判定の誤りを防ぐことができる。つまり、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本実施の形態に係るダンプトラック１（電動運搬車両）は積荷Ｗの積載重量を検出する積載量センサとしての圧力センサ２５を更に備えている。また、上記時間閾値Ｔｔｈは、積載量センサとしての圧力センサ２５の検出値が大きくなるにしたがって長くなるように設定される。

この構成によれば、時間閾値Ｔｔｈが積荷Ｗの積載重量に応じて設定されるので、時間閾値Ｔｔｈは、車両の動き出しから車速センサ２４の検出可能な走行状態に至るまでの加速時間の指標として、積荷Ｗの積載重量の影響が考慮された適切な値となる。したがって、車両発進時において車止め１００との接触による車両の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

［第３の実施形態の第１変形例］
次に、本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る電動運搬車両について図１０を用いて説明する。なお、図１０において、図１～図９に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図１０は本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。

図１０に示す第３の実施形態の第１変形例に係る電動運搬車両が第３の実施形態と相違する点は、以下のとおりである。第３の実施形態に係るコントローラ３０Ｃの経過時間判定部４３Ｃは、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量又はダンプトラック１の総重量（積載量センサとしての圧力センサ２５の検出値Ｐｓ）に応じて時間閾値Ｔｔｈを設定するものである（図８参照）。それに対して、第３の実施形態の第１変形例に係るコントローラ３０Ｄの経過時間判定部４３Ｄは、ダンプトラック１の発進位置における路面の走行抵抗の違いに応じて時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するものである。

ダンプトラック１の発進位置における路面の走行抵抗が異なれば、電動モータ１１が後輪４に対して同じ駆動トルクを与えても、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈに到達するまでに掛かる時間は変化してしまう。つまり、路面の走行抵抗が大きくなれなるほど、ダンプトラック１の車両速度Ｖｓが速度閾値Ｖｔｈに到達するまでに掛かる時間も長くなる。そのため、ダンプトラック１の車止め１００への接触による発進不能状態の有無を正確に判定するためには、当該判定の時点を規定する時間閾値Ｔｔｈを所定値ではなく路面の走行抵抗の違いに応じて設定する方が好ましい。走行抵抗としては、第１に、ダンプトラック１の発進位置において路面勾配が進行方向に対して登坂になっている場合が挙げられる。第２に、路面が泥濘などで緩むと、車輪の走行時に泥の押し退け抵抗が大きくなる場合が挙げられる。

そこで、経過時間判定部４３Ｄは、例えば、傾斜センサとして機能する加速度センサ２６の検出値Ａｓであるダンプトラック１の水平面に対する傾き（路面勾配）を取り込み、加速度センサ２６の検出値Ａｓ（路面勾配）の大きさに応じて路面の走行抵抗としての勾配抵抗を演算し、演算結果の勾配抵抗に基づき時間閾値Ｔｔｈを設定する。また、泥濘路の押し退け抵抗などの路面状態による走行抵抗の大きさについては、例えば、現場の降雨量や路面状況の画像データなどの作業現場の路面状態に関する情報Ｓｒを管制局６０から取得することが考えられる。経過時間判定部４３Ｄは、管制局６０から入力された路面状態に関する情報Ｓｒに基づき路面状態の走行抵抗を算出し、算出結果の路面状態の走行抵抗に応じた時間閾値Ｔｔｈを設定することも可能である。また、加速度センサ２６の検出値に基づき算出される路面勾配による走行抵抗及び管制局６０から入力された路面状態に関する情報Ｓｒに基づき算出される路面状態の走行抵抗に応じて時間閾値Ｔｔｈを設定することも可能である。これにより、ダンプトラック１の発進時における路面の走行抵抗に大きさに応じて、ダンプトラック１の車止め１００への接触による発進不能状態の有無を正確に判定することができる。

なお、本実施の形態に係るコントローラ３０Ｄにおいては、経過時間判定部４３Ｄ以外の駆動トルク指令部４１、エンジン回転数判定部４２、発進判定部４４の各機能部は、第３の実施形態の場合と同様である。また、第３の実施形態の第１変形例のコントローラ３０Ｄの車両発進の制御手順は、第３の実施形態のコントローラ３０Ｃの図９に示す制御手順に対して、ステップＳ３５にて経過時間判定部４３Ｄがダンプトラック１の発進位置における走行抵抗に応じて時間閾値Ｔｔｈを設定すること以外は同様である。

上述した第３の実施形態の第１変形例によれば、前述した第３の実施形態と同様に、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本変形例においては、上記時間閾値Ｔｔｈは、路面の走行抵抗が大きくなるにしたがって長くなるように設定される。

この構成によれば、時間閾値Ｔｔｈが路面の走行抵抗に応じて設定されるので、時間閾値Ｔｔｈは、車両の動き出しから車速センサ２４の検出可能な走行状態に至るまでの加速時間の指標として、路面の走行抵抗の影響が考慮された適切な値となる。したがって、車両発進時において車止め１００との接触による車両の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本変形例に係るダンプトラック１（電動運搬車両）は路面勾配を検出可能な傾斜センサとしての加速度センサ２６を更に備えている。この路面の走行抵抗は、傾斜センサとしての加速度センサ２６により検出される路面勾配に基づき算出される路面勾配に応じた走行抵抗である。

この構成によれば、時間閾値Ｔｔｈが、車両の動き出しから車速センサ２４の検出可能な走行状態に至るまでの加速時間の指標として、路面勾配に応じた走行抵抗の影響が考慮された適切な値となる。

また、本変形例に係るにおいては、当該路面の走行抵抗が、管制局６０（外部）から入力される路面状態に関する情報Ｓｒに基づき算出される路面状態に応じた走行抵抗である。

この構成によれば、時間閾値Ｔｔｈが、車両の動き出しから車速センサ２４の検出可能な走行状態に至るまでの加速時間の指標として、泥濘路などの路面状態に応じた走行抵抗の影響が考慮された適切な値となる。

［第３の実施形態の第２変形例］
次に、本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両について図１１及び図１２を用いて説明する。なお、図１１及び図１２において、図１～図１０に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図１１は第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両における電動走行系の概略構成及び当該電動走行系を制御するコントローラを示すブロック図である。

図１１に示す第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両が第３の実施形態と相違する点は、以下のとおりである。第３の実施形態に係るコントローラ３０Ｃの経過時間判定部４３Ｃは、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量又はダンプトラック１の総重量（圧力センサ２５の検出値Ｐｓ）に応じて時間閾値Ｔｔｈを設定するものである（図８参照）。それに対して、第３の実施形態の第２変形例に係るコントローラ３０Ｅの経過時間判定部４３Ｅは、発進指示が入力されてからエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達するまでに掛かった経過時間Ｔｅの長さに応じて時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するものである。

エンジン１２のトルクは、エンジン１２自体の回転数上昇に使用されるだけでなく、発電機１３を駆動するため（発電）にも使用される。このため、ダンプトラック１の発進負荷の大きさによっては、エンジン回転数の上昇に長い時間を要する場合がある。上述したように、積荷Ｗの積載重量の大きさ及び登り勾配や泥濘路の走行抵抗の大きさなどに応じて電動モータ１１に要求される走行駆動力が大きくなる。車両発進のために電動モータ１１に要求される走行駆動力が増加すると、その分、発電機１３に要求される発電電力も大きくなる。この場合、発電機１３を駆動するためのエンジン１２のトルクの大きさが必然的に増加してしまい、その分、エンジン回転数Ｎｅが上昇しにくくなり所定値に到達するまでに掛かる経過時間が相対的に長くなる傾向にある。

そこで、本変形例に係るコントローラ３０Ｅの経過時間判定部４３Ｅは、発進指示が入力されてからエンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達するまでに掛かった経過時間Ｔｅを計測し、計測結果の経過時間Ｔｅに基づき時間閾値Ｔｔｈを設定する。これにより、第３の実施形態の場合やその第１変形例の場合と異なり、圧力センサ２５の検出値Ｐｓ、加速度センサ２６の検出値Ａｓ、管制局６０からの路面状態の走行抵抗に関する情報Ｓｒなどを取り込むことなく、車両発進の有無の判定に影響を及ぼす積荷Ｗの積載重量や路面の走行抵抗などを考慮した時間閾値Ｔｔｈを設定することが可能となる。

次に、第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両のコントローラの車両発進時の制御手順について図１２を用いて説明する。図１２は図１１に示す第３の実施形態の第２変形例に係る電動運搬車両のコントローラの発進時の制御手順の一例を示すフローチャートである。

図１２に示す第３の実施形態の第２変形例に係るコントローラ３０Ｅの制御手順は、第３の実施形態のコントローラ３０Ｃの制御手順（図９参照）に対して次の点で異なる。ダンプトラック１の発進指示が入力された場合に、操作ペダル２１又は管制局６０の加速指示に応じた駆動トルク指令をインバータ１４へ出力するステップＳ２０の後に、経過時間判定部４３Ｅがエンジン回転数Ｎｅの上昇の経過時間Ｔｅの計測を開始する（ステップＳ２７）。さらに、経過時間判定部４３Ｅは、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈまで上昇した（ステップＳ３０にてＹＥＳ）と判定した時点までの経過時間Ｔｅを計測し、計測結果の経過時間Ｔｅ（エンジン回転数Ｎｅが発進指示の入力時点から回転数閾値Ｎｔｈに到達するまでの経過時間）に基づき時間閾値Ｔｔｈを設定する（ステップＳ３５Ｅ）。これにより、時間閾値Ｔｔｈは、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに上昇するまでに掛かった経過時間Ｔｅが長くなるしたがって長くなるように設定される。この場合、時間閾値Ｔｔｈが積荷Ｗの積載重量や走行抵抗に応じて設定されるので、ダンプトラック１の車止め１００への接触による発進不能状態の有無を正確に判定することができる。なお、ステップＳ２７及びＳ３５Ｅ以外の処理（ステップＳ１０～Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０～Ｓ６０）は、第３の実施形態の場合と同様である。

上述した第３の実施形態の第２変形例によれば、前述した第３の実施形態と同様に、車両発進時において車止め１００との接触によるダンプトラック１（電動運搬車両）の発進不能状態の有無を確実に判定することができる。

また、本変形例においては、経過時間判定部４３Ｅが、さらに、車両発進の指示が入力されてから、回転数センサ２３の検出値Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈ以上であるとエンジン回転数判定部４２が判定した時点までの経過時間Ｔｅ（第２経過時間）を計測するように構成されている。上記時間閾値Ｔｔｈは、計測された経過時間Ｔｅ（第２経過時間）が長くなるにしたがって長くなるように設定される。

この構成によれば、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに上昇するまでに掛かった経過時間Ｔｅに応じて時間閾値Ｔｔｈを設定するので、積荷Ｗの積載重量や路面勾配を検出するセンサ、例えば、第３の実施形態の傾斜センサとしての圧力センサ２５や第３の実施形態の第１変形例の加速度センサ２６を用いることなく、車両の動き出しから車速センサ２４の検出可能な走行状態に至るまでの加速時間の指標としての時間閾値Ｔｔｈを適切な値に設定することができる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、上述した第１～３の実施形態及びそれらの変形例に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した第２の実施形態及びその変形例の構成を組み合わせることが可能である。つまり、コントローラのエンジン回転数判定部を、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量及びダンプトラック１の発進位置における傾き状態（路面勾配）の２つの条件に応じて回転数閾値Ｎｔｈの設定を変更するように構成することも可能である。

また、上述した第３の実施形態及びその第１変形例の構成を組み合わせることが可能である。つまり、コントローラの経過時間判定部を、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量及びダンプトラック１の発進位置における路面の走行抵抗の２つの条件に応じて時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するように構成することも可能である。

また、上述した第２の実施形態又はその変形例の構成と第３の実施形態又はその第１変形例の構成とを組み合わせることが可能である。つまり、コントローラのエンジン回転数判定部を、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量及びダンプトラック１の発進位置における傾き状態（路面勾配）の２つの条件のうち少なくとも１つの条件に応じて回転数閾値Ｎｔｈの設定を変更するように構成すると共に、コントローラの経過時間判定部を、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量及びダンプトラック１の発進位置における路面の走行抵抗の２つの条件のうち少なくとも１つの条件に応じて時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するように構成することも可能である。

また、上述した第２の実施形態又はその変形例の構成と第３の実施形態の第２変形例の構成とを組み合わせることが可能である。つまり、コントローラのエンジン回転数判定部を、ダンプトラック１の積荷Ｗの積載重量及びダンプトラック１の発進位置における傾き状態（路面勾配）の２つの条件のうち少なくとも１つの条件に応じて回転数閾値Ｎｔｈの設定を変更するように構成すると共に、コントローラの経過時間判定部を、エンジン回転数Ｎｅが回転数閾値Ｎｔｈに到達するまでに掛かった経過時間Ｔｅの長さに応じて時間閾値Ｔｔｈの設定を変更するように構成することも可能である。

また、上述した実施の形態のコントローラ３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅの各機能は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現してもよい。

また、上述した実施の形態においては、電動モータ１１が誘導モータで構成された例を示した。しかし、電動モータ１１が同期モータであっても、本発明を適用することが可能である。

１…ダンプトラック（電動運搬車両）、 １１…電動モータ、 １２…エンジン、 １３…発電機、 ２３…回転数センサ、 ２４…車速センサ（速度センサ）、 ２５…圧力センサ（積載量センサ）、 ２６…加速度センサ（傾斜センサ）、 ３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ…コントローラ、 ４２、４２Ａ、４２Ｂ…エンジン回転数判定部、 ４３、４３Ｃ、４３Ｄ、４３Ｅ…経過時間判定部、 ４４…発進判定部、 ６０…管制局（外部）、 Ｗ…積荷、 Ｎｔｈ…回転数閾値、 Ｔｔｈ…時間閾値、 Ｖｔｈ…速度閾値、 Ｔａ…経過時間（第１経過時間）、 Ｔｅ…経過時間（第２経過時間）

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンにより機械的に駆動される発電機と、
   前記発電機から供給される電力により駆動される電動モータと、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、
   車両速度を検出する速度センサと、
   前記電動モータの駆動を制御するコントローラとを備え、
   前記電動モータの駆動力によって走行することで積荷を運搬する電動運搬車両において、
   前記コントローラは、
   車両発進の指示が入力された場合に前記回転数センサの検出値が回転数閾値以上であるか否かを判定するエンジン回転数判定部と、
   前記回転数センサの検出値が前記回転数閾値以上であると前記エンジン回転数判定部が判定した時点からの第１経過時間を計測し、前記第１経過時間が時間閾値に到達したか否かを判定する経過時間判定部と、
   前記第１経過時間が前記時間閾値に到達したと前記経過時間判定部が判定した後に、前記速度センサの検出値が速度閾値以上であるか否かを判定する発進判定部とを有し、
   前記速度センサの検出値が前記速度閾値未満であると前記発進判定部が判定した場合には前記電動モータを停止させる
   ことを特徴とする電動運搬車両。
2. 請求項１に記載の電動運搬車両において、
   前記積荷の積載重量を検出する積載量センサを更に備え、
   前記回転数閾値は、前記積載量センサの検出値が大きくなるにしたがって高くなるように設定される
   ことを特徴とする電動運搬車両。
3. 請求項１に記載の電動運搬車両において、
   路面勾配を検出可能な傾斜センサを更に備え、
   前記回転数閾値は、前記車両発進の指示の車両進行方向が登坂する方向である場合、前記傾斜センサの検出値が大きくなるにしたがって高くなるように設定される
   ことを特徴とする電動運搬車両。
4. 請求項１に記載の電動運搬車両において、
   前記積荷の積載重量を検出する積載量センサを更に備え、
   前記時間閾値は、前記積載量センサの検出値が大きくなるにしたがって長くなるように設定される
   ことを特徴とする電動運搬車両。
5. 請求項１に記載の電動運搬車両において、
   前記時間閾値は、路面の走行抵抗が大きくなるにしたがって長くなるように設定される
   ことを特徴とする電動運搬車両。
6. 請求項５に記載の電動運搬車両において、
   路面勾配を検出可能な傾斜センサを更に備え、
   前記路面の走行抵抗は、前記傾斜センサにより検出される路面勾配に基づき算出される走行抵抗である
   ことを特徴とする電動運搬車両。
7. 請求項５に記載の電動運搬車両において、
   前記路面の走行抵抗は、外部から入力される路面状態に関する情報に基づき算出される走行抵抗である
   ことを特徴とする電動運搬車両。
8. 請求項１に記載の電動運搬車両において、
   前記経過時間判定部は、さらに、前記車両発進の指示が入力されてから、前記回転数センサの検出値が前記回転数閾値以上であると判定される時点までの第２経過時間を計測するように構成され、
   前記時間閾値は、計測された第２経過時間が長くなるにしたがって長くなるように設定される
   ことを特徴とする電動運搬車両。

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