JPWO2019163052A1 - 電気駆動車両 - Google Patents

Abstract

ダンプトラック（１）は、走行用モータ（１４Ｌ），（１４Ｒ）と、インバータ（２４Ｌ），（２４Ｒ）と、後輪（９Ｌ），（９Ｒ）と、ブレーキ抵抗器（２５）と、抵抗器温度センサ（３０）と、速度センサ（１８Ｌ），（１８Ｒ）と、走行装置制御部（４０）とを備えている。走行装置制御部（４０）は、抵抗器温度センサ（３０）によって取得したブレーキ抵抗器（２５）の温度（Ｔb）に基づいて、前進速度制限値（Ｖflim）および後進速度制限値（Ｖrlim）を演算する速度制限演算装置（４１）を備えている。走行装置制御部（４０）は、前進速度制限値（Ｖflim）および後進速度制限値（Ｖrlim）を超過しないように、走行用モータ（１４Ｌ），（１４Ｒ）の速度を制御する。

Description

本発明は、電動機で走行する電気駆動車両に関する。

電動機で走行する電気駆動車両は、制動時に摩擦抵抗を利用する機械ブレーキと、ブレーキ抵抗器で回生電力を消費する発電ブレーキとを使用することができる。メンテナンスコストを低減するためには、機械ブレーキよりも発電ブレーキを優先して使用することが望まれる。しかしながら、ブレーキ抵抗器の温度上昇により発電ブレーキを使用できない場合がある。この点を考慮して、特許文献１に記載された鉄道車両は、運行ルートの長い下り勾配に入る直前の区間を、発電ブレーキ禁止区間として設定している。これにより、特許文献１に記載された鉄道車両は、長い下り勾配に入るときのブレーキ抵抗器の温度を、予め低くする。この結果、特許文献１に記載された鉄道車両は、長い下り勾配区間で発電ブレーキの連続使用を可能としている。

特開２０１３−１９８２１３号公報

電気駆動車両では、発電ブレーキを過度に使用すると、ブレーキ抵抗器の過熱により、発電ブレーキを使用できない状態になる。この状態で制動するためには、機械ブレーキを使用しなければならない。機械ブレーキの使用率が増加すると、メンテナンスの作業頻度が増加し、車両の休止時間の増加を含めて、コスト増加を招いてしまう。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ブレーキ抵抗器の温度上昇を抑制し、発電ブレーキの失効を防止することができる電気駆動車両を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、電動機と、前記電動機を制御するインバータと、前記電動機により駆動される駆動輪と、リタードペダルの操作に応じて前記電動機を回生制御するときに発電された電力を熱として消費するブレーキ抵抗器と、前記ブレーキ抵抗器の温度を取得する抵抗器温度センサと、車両の速度を取得する車両速度センサと、前記インバータを用いて前記電動機の速度を制御するコントローラと、を備えた電気駆動車両において、前記コントローラは、前記抵抗器温度センサによって取得した前記ブレーキ抵抗器の温度に基づいて、前記車両の最大速度を演算する最大速度演算部を備え、前記最大速度を超過しないように前記電動機の速度を制御することを特徴としている。

本発明によれば、ブレーキ抵抗器の温度に応じて車両の走行速度を制限することができ、機械ブレーキの使用率を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態によるダンプトラックを示す正面図である。 ダンプトラックの走行駆動用システムを示す全体構成図である。 図２中の電力変換機の構成を示す構成図である。 走行装置制御部の構成を示すブロック図である。 アクセル／リタード信号演算装置を示すブロック図である。 第１リミッタを示す説明図である。 第２リミッタを示す説明図である。 第１の実施の形態による速度制限演算装置を示すブロック図である。 図８中の前進速度制限演算部を示す説明図である。 図８中の後進速度制限演算部を示す説明図である。 アクセル／リタード信号演算装置および速度制限演算装置による車両速度の制限処理を示す流れ図である。 ブレーキ抵抗器の温度、車両速度、Ａ／Ｒ信号、電動機トルク、回生電力、路面勾配の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 第２の実施の形態による速度制限演算装置を示すブロック図である。 図１３中の前進速度制限演算部を示す説明図である。 図１３中の後進速度制限演算部を示す説明図である。 第３の実施の形態による速度制限演算装置を示すブロック図である。 図１６中の前進速度制限演算部を示す説明図である。 図１６中の後進速度制限演算部を示す説明図である。 第４の実施の形態による速度制限演算装置を示すブロック図である。 図１９中の前進速度制限演算部を示す説明図である。 図１９中の後進速度制限演算部を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態による電気駆動車両としてダンプトラックを例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図３は、第１の実施の形態によるダンプトラック１を示している。ダンプトラック１は、前輪８Ｌ，８Ｒ、後輪９Ｌ，９Ｒ、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ、速度センサ１８Ｌ，１８Ｒ、インバータ２４Ｌ，２４Ｒ、ブレーキ抵抗器２５、抵抗器温度センサ３０、走行装置制御部４０を備えている。

図１および図２に示すように、車体２は、フレーム構造体を構成する。車体２の上側には、ホイストシリンダ４によって後部側を支点として傾転（起伏）可能なベッセル３（荷台）が搭載されている。

キャブ５は、ベッセル３の前側に位置して車体２の前部上側に設けられている。キャブ５は、例えば車体２の左側に位置して平板状の床板となるデッキ部２Ａ上に配設されている。キャブ５は、ダンプトラック１の運転者（オペレータ）が乗降する運転室を形成している。キャブ５内には、運転席、エンジンスイッチ、シフトレバー、操舵ハンドル（いずれも図示せず）が設けられると共に、アクセルペダル６、リタードペダル７が設けられている。

アクセルペダル６は、車両を加速させるときに、オペレータによって踏込み操作される。アクセルペダル６には、アクセルペダル開度センサ６Ａが取り付けられている。アクセルペダル開度センサ６Ａは、踏込み量に応じたアクセルペダル６の開度Ｐa［％］を検出する。アクセルペダル開度センサ６Ａは、開度Ｐaに応じた信号を、走行装置制御部４０に出力する。このとき、開度Ｐaは、アクセルペダル６が無操作なときに０％となり、アクセルペダル６が最大操作されたときに１００％となる。

リタードペダル７は、車両を減速させるときに、オペレータによって踏込み操作される。リタードペダル７には、リタードペダル開度センサ７Ａが取り付けられている。リタードペダル開度センサ７Ａは、踏込み量に応じたリタードペダル７の開度Ｐr［％］を検出する。リタードペダル開度センサ７Ａは、開度Ｐrに応じた信号を、走行装置制御部４０に出力する。このとき、開度Ｐrは、リタードペダル７が無操作なときに０％となり、リタードペダル７が最大操作されたときに１００％となる。

前輪８Ｌ，８Ｒは、車体２の前部下側に回転可能に設けられている。前輪８Ｌ，８Ｒは、従動輪となっている。前輪８Ｌは車体２の左側に配置されている。前輪８Ｒは車体２の右側に配置されている。これら左，右の前輪８Ｌ，８Ｒは、運転者によって操舵（ステアリング操作）される舵取り車輪となっている。これらの前輪８Ｌ，８Ｒは、後輪９Ｌ，９Ｒと同様に、例えば２〜４ｍ程度のタイヤ径（外径寸法）をもって形成されている。

後輪９Ｌ，９Ｒは、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒによって駆動される駆動輪となっている。後輪９Ｌ，９Ｒは、車体２の後部側に回転可能に設けられている。後輪９Ｌは車体２の左側に配置されている。後輪９Ｒは車体２の右側に配置されている。左，右の後輪９Ｌ，９Ｒが回転駆動することにより、ダンプトラック１は走行駆動する。

エンジン１０は、傾動可能なベッセル３（荷台）の下側に配置されている。具体的には、エンジン１０は、キャブ５の下側に位置して車体２内に設けられている。エンジン１０は、例えば大型のディーゼルエンジンによって構成されている。エンジン１０は、主発電機１２および副発電機１３を駆動する。また、エンジン１０は、油圧ポンプ（図示せず）等を駆動する。エンジン１０には、エンジン回転速度を制御するエンジン制御装置１１が設けられている。

主発電機１２および副発電機１３は、エンジン１０に機械的に接続されている。主発電機１２は、エンジン１０によって駆動され、３相交流電力を発生させる。副発電機１３も、エンジン１０によって駆動される。このとき、副発電機１３の発電電力は、主発電機１２の発電電力よりも小さい。副発電機１３は、送風機２７等の駆動回路２８に接続され、送風機２７等に駆動電力を供給している。

走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒは、電動機である。走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒは、車体２にアクスルハウジング（図示せず）を介して設けられている。走行用モータ１４Ｌは、減速機構１５Ｌを介して左側の後輪９Ｌに機械的に接続され、後輪９Ｌを駆動する。走行用モータ１４Ｒは、減速機構１５Ｒを介して右側の後輪９Ｒに機械的に接続され、後輪９Ｒを駆動する。走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒは、主発電機１２から電力変換機２１を介して供給される電力によって回転駆動する。

各走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒは、電力変換機２１によって制御され、それぞれ独立して回転駆動する。電力変換機２１は、走行装置制御部４０からの制御信号に基づいて、車両の直進時に左，右の後輪９Ｌ，９Ｒの回転速度を同じにし、旋回時に旋回方向に応じて左，右の後輪９Ｌ，９Ｒの回転速度を異ならせる等の制御を行う。

前輪８Ｌ，８Ｒおよび後輪９Ｌ，９Ｒには、機械ブレーキ１６がそれぞれ取り付けられている。機械ブレーキ１６は、機械的な摩擦力を利用して制動力を発生させる各種のブレーキによって構成されている。機械ブレーキ１６は、機械ブレーキ出力装置１７から供給される圧油に応じて、前輪８Ｌ，８Ｒおよび後輪９Ｌ，９Ｒに制動力を付与する。機械ブレーキ出力装置１７は、走行装置制御部４０からの制御信号に基づいて、機械ブレーキ１６に制動力を発生させる。

機械ブレーキ１６は、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒによる回生制動と連動してもよく、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒによる回生制動とは別個に、制動力を発生させてもよい。機械ブレーキ１６を独立して動作させる場合、機械ブレーキ１６は、キャブ５内に設けられた専用ペダル等によって操作されてもよい。この場合、専用ペダルの操作に応じて、機械ブレーキ出力装置１７は動作する。

走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒには、速度センサ１８Ｌ，１８Ｒが取り付けられている。速度センサ１８Ｌは、走行用モータ１４Ｌの回転速度Ｖ_Lを検出し、回転速度Ｖ_Lに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。速度センサ１８Ｒは、走行用モータ１４Ｒの回転速度Ｖ_Rを検出し、回転速度Ｖ_Rに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rは、車両速度Ｖに対応している。このため、速度センサ１８Ｌ，１８Ｒは、車両（ダンプトラック１）の速度（車両速度Ｖ）を取得する車両速度センサとなっている。

走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒには、電流センサ１９Ｌ，１９Ｒが取り付けられている。電流センサ１９Ｌは、走行用モータ１４Ｌに供給される電流の電流値Ｉ_Lを検出する。電流センサ１９Ｌは、電流値Ｉ_Lに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。電流センサ１９Ｒは、走行用モータ１４Ｒに供給される電流の電流値Ｉ_Rを検出する。電流センサ１９Ｒは、電流値Ｉ_Rに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。

次に、ダンプトラック１に搭載された走行駆動用システムについて、図３を参照して説明する。

電力変換機２１は、後述の走行装置制御部４０と共に走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの力行動作と回生動作とを制御する。電力変換機２１は、キャブ５の側方に位置して車体２のデッキ部２Ａ上に立設されたコントロールキャビネット２０に収容されている。電力変換機２１は、コンバータ２２、インバータ２４Ｌ，２４Ｒおよびチョッパ２９を備えている。

コンバータ２２は、主発電機１２に接続され、主発電機１２の出力する電力を変換する変換器を構成している。具体的には、コンバータ２２は、主発電機１２が出力する交流電力（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流電力）を直流電力（ｐ相、ｎ相の直流電力）に変換する。コンバータ２２は、例えばダイオード、サイリスタ等の整流素子を用いて構成され交流電力を全波整流する整流器２２Ａと、整流器２２Ａの後段に接続され電力波形を平滑化する平滑コンデンサ２２Ｂとを備えている。コンバータ２２は、一対の直流母線２３Ａ，２３Ｂを用いてインバータ２４Ｌ，２４Ｒに接続されている。

インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒを制御する。インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、例えばトランジスタ、サイリスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いた複数のスイッチング素子（図示せず）を用いて構成されている。インバータ２４Ｌは、走行用モータ１４Ｌに接続されている。インバータ２４Ｒは、走行用モータ１４Ｒに接続されている。インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、走行装置制御部４０からの制御信号に基づいて動作する。

ダンプトラック１の走行時には、インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、直流電力を可変周波数の３相交流電力に変換し、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒを力行動作させる。このため、インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、スイッチング素子のオン／オフを制御することによって、コンバータ２２から出力された直流電力をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流電力に変換し、この３相交流電力を走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒに供給する。

一方、ダンプトラック１の減速時には、インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、３相交流電力を直流電力に変換し、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒを回生動作させる。このため、インバータ２４Ｌ，２４Ｒは、スイッチング素子のオン／オフを制御することによって、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒで回生された３相交流電力からなる起電力を直流電力に変換し、この直流電力をブレーキ抵抗器２５に向けて出力する。

ブレーキ抵抗器２５は、リタードペダル７の操作に応じて走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒを回生制御するときに、発電された電力を熱として消費する。ブレーキ抵抗器２５は、直流母線２３Ａ，２３Ｂを介してインバータ２４Ｌ，２４Ｒに接続されている。ブレーキ抵抗器２５は、インバータ２４Ｌ，２４Ｒから供給される直流電力に応じて発熱し、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒで回生される起電力を消費する。

ブレーキ抵抗器２５は、角筒状をなすグリッドボックス２６内に配設されている。送風機２７は、グリッドボックス２６に取付けられている。送風機２７は、電動モータによって構成され、例えばインバータ等からなる駆動回路２８を介して副発電機１３に接続されている。送風機２７は、副発電機１３からの給電によって駆動する。送風機２７は、例えばブレーキ抵抗器２５の発熱動作に応じて駆動し、ブレーキ抵抗器２５に向けて冷却風を供給する。このため、送風機２７は、ブレーキ抵抗器２５を冷却する冷却装置となっている。なお、冷却装置は、冷却風によってブレーキ抵抗器２５を空冷する送風機２７に限らず、例えば冷却水によってブレーキ抵抗器２５を水冷するラジエータでもよい。

図３に示すように、ブレーキ抵抗器２５と直流母線２３Ａ，２３Ｂとの間には、チョッパ２９が設けられている。このチョッパ２９は、例えば半導体素子を用いた各種のスイッチング素子を用いて構成されている。ダンプトラック１の減速時には、チョッパ２９は、直流母線２３Ａ，２３Ｂに印加される直流電圧を、所定の電圧値以下まで低下させる。即ち、チョッパ２９は、スイッチング素子のオン／オフを制御することによって、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒによる回生電力を所定の電圧値以下まで低下させて、ブレーキ抵抗器２５に供給する。これにより、ブレーキ抵抗器２５に電流が流れて、ブレーキ抵抗器２５は、電気エネルギを熱エネルギに変換する。一方、ダンプトラック１の走行時には、チョッパ２９は、遮断状態となり、直流母線２３Ａ，２３Ｂとブレーキ抵抗器２５との間を電気的に遮断する。

ブレーキ抵抗器２５には、抵抗器温度センサ３０が取り付けられている。抵抗器温度センサ３０は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbを取得する。即ち、抵抗器温度センサ３０は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbを検出する。抵抗器温度センサ３０は、温度Ｔbに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。

グリッドボックス２６には、冷却風温度センサ３１が取り付けられている。冷却風温度センサ３１は、例えば送風機２７の冷却ファンに備えられる温度センサによって構成されている。冷却風温度センサ３１は、外部から送風機２７に取り入れられ、ブレーキ抵抗器２５に供給される冷却風の温度Ｔaを検出する。冷却風温度センサ３１は、温度Ｔaに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。このとき、冷却風の温度Ｔaは、冷却装置の冷媒の温度となっている。このため、冷却風温度センサ３１は、冷却装置の冷媒の温度を取得する冷媒温度センサとなっている。なお、冷媒温度センサは、冷却風温度センサに限らず、例えばブレーキ抵抗器２５を水冷する場合には、冷媒としての冷却水の温度を検出する水温センサでもよい。

ダンプトラック１は、積載質量センサ３２および路面勾配センサ３３を備えている。積載質量センサ３２は、車両の積載質量を取得する。このとき、積載質量センサ３２は、ベッセル３に積載された積載物の質量Ｗを検出する。具体的には、積載質量センサ３２は、例えば、前輪８Ｌ，８Ｒのサスペンションと、後輪９Ｌ，９Ｒのサスペンションとに取り付けられている変位センサによって構成されている。積載質量センサ３２は、サスペンションストロークの変位量を測定し、その変位量からベッセル３に積載された積載物の質量Ｗを演算する。積載質量センサ３２は、質量Ｗに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。

路面勾配センサ３３は、ダンプトラック１が走行している路面の勾配θを検出する。具体的には、路面勾配センサ３３は、車両の駆動輪（後輪９Ｌ，９Ｒ）が接地する路面の勾配θを取得する。路面勾配センサ３３は、例えばダンプトラック１に備えられている傾斜センサによって構成されている。路面勾配センサ３３は、車両の傾斜角度を測定し、その傾斜角度から路面の勾配θを演算する。路面勾配センサ３３は、勾配θに応じた信号を走行装置制御部４０に出力する。

なお、路面勾配センサは、傾斜センサに限らず、サスペンションストロークを検出する変位センサによって構成してもよい。この場合、路面勾配センサは、サスペンションストロークの変位量から車両の傾斜角度を演算して、傾斜角度から路面勾配を取得することができる。路面勾配センサは、路面の勾配情報を含む地図データが格納されたコントローラと、車両の位置情報を取得する位置情報取得システムとによって構成してもよい。この場合、路面勾配センサは、車両の位置情報に基づいて、現在地の路面の勾配情報を参照することができる。

走行装置制御部４０は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。走行装置制御部４０は、電力変換機２１と一緒にコントロールキャビネット２０に収容されている。走行装置制御部４０は、機械ブレーキ出力装置１７に接続され、機械ブレーキ１６の動作を制御する。走行装置制御部４０は、電力変換機２１に接続され、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒおよびブレーキ抵抗器２５の動作を制御する。これに加えて、走行装置制御部４０は、エンジン制御装置１１に接続され、エンジン１０の動作を制御する。

走行装置制御部４０は、メモリ４０Ａを備えている。メモリ４０Ａには、図１１に示す車両速度Ｖを制限する制御処理プログラムが格納されている。走行装置制御部４０は、図１１に示す制御処理プログラムを実行する。走行装置制御部４０は、インバータ２４Ｌ，２４Ｒを用いて走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの速度を制御するコントローラとなっている。走行装置制御部４０は、抵抗器温度センサ３０によって取得したブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、車両の最大速度を演算する最大速度演算部としての速度制限演算装置４１を備えている。走行装置制御部４０は、最大速度を超過しないように走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの速度を制御する。

次に、電気的な走行駆動に係る走行装置制御部４０の具体的な構成について、図４を参照して説明する。

図４は、走行装置制御部４０のうち電気的な走行駆動に関する部分の詳細なブロック図を示している。走行装置制御部４０は、速度制限演算装置４１、アクセル／リタード信号演算装置４２（以下、Ａ／Ｒ信号演算装置４２という）、トルク指令演算装置４３、ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４４，４５、直流電圧指令演算装置４６（以下、ＤＣ電圧指令演算装置４６という）、ＣＨＯＰ−ＰＷＭ信号演算装置４７を備えている。

速度制限演算装置４１は、抵抗器温度センサ３０によって検出されたブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを演算する。速度制限演算装置４１は、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを、Ａ／Ｒ信号演算装置４２に出力する。速度制限演算装置４１は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、車両の最大速度（前進速度制限値Ｖflim、後進速度制限値Ｖrlim）を低下させる。具体的には、速度制限演算装置４１は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、前進速度制限値Ｖflimの絶対値を低下させ、後進速度制限値Ｖrlimの絶対値を低下させる。

Ａ／Ｒ信号演算装置４２には、アクセルペダル開度センサ６Ａによって検出されたアクセルペダル開度Ｐaと、リタードペダル開度センサ７Ａによって検出されたリタードペダル開度Ｐrと、速度制限演算装置４１から出力された前進速度制限値Ｖflimおよび後進速度制限値Ｖrlimとが入力される。Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、アクセルペダル開度Ｐaと、リタードペダル開度Ｐrと、前進速度制限値Ｖflimおよび後進速度制限値Ｖrlimとに基づいて、アクセル／リタード信号Ｓar（以下、Ａ／Ｒ信号Ｓarという）を演算する。このとき、Ａ／Ｒ信号Ｓarは、例えば車両を加速または減速させる信号である。車両を加速させるときには、Ａ／Ｒ信号Ｓarは、正の値となる。車両を減速させるときには、Ａ／Ｒ信号Ｓarは、負の値となる。Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、Ａ／Ｒ信号Ｓarを、トルク指令演算装置４３と、ＤＣ電圧指令演算装置４６とに出力する。

トルク指令演算装置４３は、Ａ／Ｒ信号Ｓarに基づいて走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒに対するトルク指令Ｔqを演算する。トルク指令Ｔqは、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒに発生させるトルクに応じた値になっている。

ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４４には、トルク指令演算装置４３から出力されたトルク指令Ｔqと、電流センサ１９Ｌによって検出された電流値Ｉ_Lと、速度センサ１８Ｌによって検出された走行用モータ１４Ｌの回転速度Ｖ_Lとが入力される。ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４４は、トルク指令Ｔqと、電流値Ｉ_Lと、回転速度Ｖ_Lとに基づいて、インバータ２４Ｌに出力するＰＷＭ信号を演算する。インバータ２４Ｌのスイッチング素子は、ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４４から出力されるＰＷＭ信号に応じてオン／オフする。

ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４５には、トルク指令演算装置４３から出力されたトルク指令Ｔqと、電流センサ１９Ｒによって検出された電流値Ｉ_Rと、速度センサ１８Ｒによって検出された走行用モータ１４Ｒの回転速度Ｖ_Rとが入力される。ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４５は、トルク指令Ｔqと、電流値Ｉ_Rと、回転速度Ｖ_Rとに基づいて、インバータ２４Ｒに出力するＰＷＭ信号を演算する。インバータ２４Ｌのスイッチング素子は、ＩＮＶ−ＰＷＭ信号演算装置４５から出力されるＰＷＭ信号に応じてオン／オフする。

ＤＣ電圧指令演算装置４６は、Ａ／Ｒ信号Ｓarに基づいて、ＤＣ電圧指令Ｖdcを演算する。ＤＣ電圧指令演算装置４６は、ＤＣ電圧指令ＶdcをＣＨＯＰ−ＰＷＭ信号演算装置４７に出力する。

なお、ＤＣ電圧指令Ｖdcは、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの出力電圧制御にも利用されている。このため、コンバータ２２から出力される直流電圧は、ＤＣ電圧指令Ｖdcに基づいて、所望の電圧値となるように制御される。

ＣＨＯＰ−ＰＷＭ信号演算装置４７には、ＤＣ電圧指令演算装置４６から出力されたＤＣ電圧指令Ｖdcが入力される。ＣＨＯＰ−ＰＷＭ信号演算装置４７は、ＤＣ電圧指令Ｖdcに基づいてチョッパ２９に出力するＰＷＭ信号を演算する。チョッパ２９のスイッチング素子は、ＣＨＯＰ−ＰＷＭ信号演算装置４７から出力されるＰＷＭ信号に応じてオン／オフする。

走行装置制御部４０は、Ａ／Ｒ信号Ｓarに基づいて、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ力行と回生を制御し、車両の速度を調整する。また、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの回生制御により発電された電力は、ブレーキ抵抗器２５で主に熱として消費される。このように回生制御による発電電力をブレーキ抵抗器２５で熱として消費する一連の動作は、発電ブレーキの一例として挙げられる。なお、発電ブレーキは、発電電力を蓄電装置（図示せず）に蓄える動作によって実行してもよい。

次に、Ａ／Ｒ信号演算装置４２の具体的な構成について、図５ないし図７を参照して説明する。

図５は、Ａ／Ｒ信号演算装置４２の詳細なブロック図を示している。Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、アクセルペダル開度Ｐa、リタードペダル開度Ｐr、前進速度制限値Ｖflim、後進速度制限値Ｖrlim、回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、Ａ／Ｒ信号Ｓarを演算する。Ａ／Ｒ信号Ｓarを演算するときには、アクセルペダル開度Ｐaを正の値とし、リタードペダル開度Ｐrを負の値とする。

Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、Ａ／Ｒ信号Ｓarの基準信号Ｐ0を算出する基準信号算出部５１と、Ａ／Ｒ補正信号ΔＰを算出する補正信号算出部５２と、加算器５３と、第２リミッタ５４とを備えている。

基準信号算出部５１は、アクセルペダル開度Ｐaとリタードペダル開度Ｐrとに基づいて、基準信号Ｐ0を出力する。基準信号算出部５１は、リタードペダル開度Ｐrを負の値に反転させる反転器５１Ａと、選択スイッチ５１Ｂとを備えている。

選択スイッチ５１Ｂには、アクセルペダル開度Ｐaの信号Ｐ1とリタードペダル開度Ｐrを負に反転させた信号Ｐ2とが入力される。選択スイッチ５１Ｂは、信号Ｐ2が負のとき、即ちリタードペダル７を踏み込んでいるときには、信号Ｐ2を基準信号Ｐ0として出力する。このとき、基準信号Ｐ0は、リタードペダル開度Ｐrの大きさを有し、負の値となる。選択スイッチ５１Ｂは、信号Ｐ2が負以外のとき、即ちリタードペダル７を踏み込んでいないときには、信号Ｐ1を基準信号Ｐ0として出力する。このとき、基準信号Ｐ0は、アクセルペダル開度Ｐaの大きさを有し、正の値となる。

補正信号算出部５２は、前進速度制限値Ｖflim、後進速度制限値Ｖrlim、回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、Ａ／Ｒ補正信号ΔＰを出力する。補正信号算出部５２は、車両速度演算装置５２Ａ、減算器５２Ｂ，５２Ｃ、選択スイッチ５２Ｄ、ＰＩ制御部５２Ｅ、第１リミッタ５２Ｆを備えている。

車両速度演算装置５２Ａには、回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rが入力される。車両速度演算装置５２Ａは、回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、車両速度Ｖを演算する。具体的には、車両速度演算装置５２Ａは、例えば、回転速度Ｖ_Lと回転速度Ｖ_Rを比較し、速度絶対値が大きい方を、車両速度Ｖとして出力する。なお、車両速度演算装置５２Ａは、回転速度Ｖ_Lと回転速度Ｖ_Rの平均値を、車両速度Ｖとして出力してもよい。車両速度Ｖは、ダンプトラック１が前進しているときに正の値となる。車両速度Ｖは、ダンプトラック１が後進しているときに負の値となる。

減算器５２Ｂは、前進速度制限値Ｖflimから車両速度Ｖを引いた値を、減算値ΔＶfとして出力する。このとき、前進速度制限値Ｖflimは、正の値である。このため、ダンプトラック１が前進（Ｖ＞０）している場合であって、前進速度制限値Ｖflimが車両速度Ｖよりも大きい（Ｖflim＞Ｖ）ときには、減算値ΔＶfは正の値となる。ダンプトラック１が前進（Ｖ＞０）している場合であって、前進速度制限値Ｖflimが車両速度Ｖよりも小さい（Ｖflim＜Ｖ）ときには、減算値ΔＶfは負の値となる。即ち、車両の減速が必要なときには、減算値ΔＶfは負の値になる。

減算器５２Ｃは、車両速度Ｖから後進速度制限値Ｖrlimを引いた値を、減算値ΔＶrとして出力する。このとき、後進速度制限値Ｖrlimは、負の値である。このため、ダンプトラック１が後進（Ｖ＜０）している場合であって、後進速度制限値Ｖrlimの絶対値が車両速度Ｖの絶対値よりも大きい（｜Ｖrlim｜＞｜Ｖ｜）ときには、減算値ΔＶrは正の値となる。ダンプトラック１が後進（Ｖ＜０）している場合であって、後進速度制限値Ｖrlimの絶対値が車両速度Ｖの絶対値よりも小さい（｜Ｖflim｜＜｜Ｖ｜）ときには、減算値ΔＶrは負の値となる。即ち、車両の減速が必要なときには、減算値ΔＶrは負の値になる。

選択スイッチ５２Ｄには、減算値ΔＶfと減算値ΔＶrとが入力される。選択スイッチ５２Ｄは、車両速度Ｖが負のとき、即ちダンプトラック１が後進しているとき（Ｖ＜０）には、減算値ΔＶrを速度差ΔＶとして出力する。選択スイッチ５２Ｄは、車両速度Ｖが負以外のとき（Ｖ≧０）、即ちダンプトラック１が前進または停止しているときには、減算値ΔＶfを速度差ΔＶとして出力する。これにより、車両前進時には、Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、前進速度制限値Ｖflimによって車両速度Ｖを制限することができる。また、車両後進時には、Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、後進速度制限値Ｖrlimによって車両速度Ｖを制限することができる。

ＰＩ制御部５２Ｅは、選択スイッチ５２Ｄから出力される速度差ΔＶに基づいて、基準補正信号ΔＰ0を演算する。具体的には、ＰＩ制御部５２Ｅは、速度差ΔＶの比例演算値と、速度差ΔＶの積分演算値とを加算して、基準補正信号ΔＰ0を算出する。このとき、ＰＩ制御部５２Ｅの比例ゲインと積分ゲインは、例えばＡ／Ｒ信号Ｓarの入力に対する電動機トルク出力の応答速度とトルク出力に対する車両の慣性重量を主に考慮して、制御が発散しないように設定される。

第１リミッタ５２Ｆは、例えば図６に示すマップＭ1を有し、基準補正信号ΔＰ0を、０％から−１００％までの間の値に制限する。このとき、リミッタの上限は０％、リミッタの下限は−１００％としている。このため、基準補正信号ΔＰ0が０％よりも大きい（ΔＰ0＞０）ときには、第１リミッタ５２Ｆは、０％となったＡ／Ｒ補正信号ΔＰを出力する。基準補正信号ΔＰ0が−１００％よりも小さい（ΔＰ0＜−１００）ときには、第１リミッタ５２Ｆは、−１００％となったＡ／Ｒ補正信号ΔＰを出力する。基準補正信号ΔＰ0が０％から−１００％までの間の値のときには、第１リミッタ５２Ｆは、基準補正信号ΔＰ0と同じ値となったＡ／Ｒ補正信号ΔＰを出力する。

なお、第１リミッタ５２Ｆの下限は、アクセルペダル開度Ｐaの正の値を負に反転させた値としてもよい。この場合、Ａ／Ｒ補正信号ΔＰの下限が、現在のアクセルペダル開度Ｐaを負にした値となる。これにより、Ａ／Ｒ信号Ｓarの最終出力が負の値となるのを避けることができる。

加算器５３は、基準信号Ｐ0とＡ／Ｒ補正信号ΔＰとを加算し、これらの加算値Ｐ3を出力する。第２リミッタ５４は、例えば図２に示すマップＭ2を有し、加算値Ｐ3を、１００％から−１００％までの間の値に制限する。第２リミッタ５４は、Ａ／Ｒ信号Ｓarを出力する。

加算値Ｐ3が１００％よりも大きい（Ｐ3＞１００）ときには、第２リミッタ５４は、１００％となったＡ／Ｒ信号Ｓarを出力する。加算値Ｐ3が−１００％よりも小さい（Ｐ3＜−１００）ときには、第２リミッタ５４は、−１００％となったＡ／Ｒ信号Ｓarを出力する。加算値Ｐ3が１００％から−１００％までの間の値のときには、第２リミッタ５４は、加算値Ｐ3と同じ値となったＡ／Ｒ信号Ｓarを出力する。

このとき、Ａ／Ｒ補正信号ΔＰは、０％以下の値となっている（ΔＰ≦０）。このため、車両速度Ｖが前進速度制限値Ｖflimを超過している場合、または車両速度Ｖが後進速度制限値Ｖrlimを超過している場合に、Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、基準信号Ｐ0からＡ／Ｒ補正信号ΔＰの絶対値を減じた値を、Ａ／Ｒ信号Ｓarとして出力する。これにより、Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、前進速度制限値Ｖflimまたは後進速度制限値Ｖrlimを超過しないように、車両速度Ｖを制御することができる。

次に、速度制限演算装置４１について、図８ないし図１０を参照して説明する。図８は、第１の実施の形態による速度制限演算装置４１のブロック図に示している。

速度制限演算装置４１は、前進最大速度となる前進速度制限値Ｖflimを演算する前進速度制限演算部４１Ａと、後進最大速度となる後進速度制限値Ｖrlimを演算する後進速度制限演算部４１Ｂとを有している。前進速度制限演算部４１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、前進速度制限値Ｖflimの絶対値を低下させる。前進速度制限演算部４１Ａは、前進最大速度マップＭf1を備えている。前進最大速度マップＭf1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、前進速度制限値Ｖflimを演算する。

また、後進速度制限演算部４１Ｂは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、後進速度制限値Ｖrlimの絶対値を低下させる。後進速度制限演算部４１Ｂは、後進最大速度マップＭr1を備えている。後進最大速度マップＭr1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、後進速度制限値Ｖrlimを演算する。

ここで、前進最大速度マップＭf1について、図９を用いて説明する。

前進最大速度マップＭf1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと前進速度制限値Ｖflimとの関係を示す特性線４１Ａ1を有している。特性線４１Ａ1に示すように、前進速度制限値Ｖflimは、ブレーキ抵抗器２５が下限温度ＴfLよりも低いときには、最大速度Ｖfmaxで一定となる。前進速度制限値Ｖflimは、下限温度ＴfLから上限温度Ｔfhまでの間は単調減少する。前進速度制限値Ｖflimは、上限温度ＴfHよりも高いときには、最小速度Ｖfminで一定となる。

最大速度Ｖfmaxは、例えば電動機（走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ）の最大出力や機械的な許容入力に基づいて設定される。最小速度Ｖfminは、例えば車両が退避のために移動させるときに最低限必要な速度に設定される。これに限らず、最小速度Ｖfminは、例えばブレーキ抵抗器２５の過熱に基づいて電動機の出力制限を行ったときに、電動機が駆動できる最大速度に設定してもよい。また、最小速度Ｖfminは、停止速度（Ｖfmin＝０）に設定してもよい。

上限温度ＴfHは、ブレーキ抵抗器２５を加熱から保護する必要が生じる保護温度である。例えば、この上限温度ＴfHまでブレーキ抵抗器２５が加熱されると、車両はワーニング等を発する。一方、下限温度ＴfLは、以下に示す方法で設定されている。

例えば、最大速度Ｖfmaxでモータの最大回生トルクをかけ続けたときには、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbは、保護温度（上限温度ＴfH）を超過する。そこで、ブレーキ抵抗器２５の保護温度が超過するような使用条件で、ブレーキ抵抗器２５の温度上昇速度ΔＴb／Δｔを見積る。この温度上昇速度ΔＴb／Δｔに基づいて、保護温度を超過する時点よりも所定時間Δｔs前に車速を制限するようにする。所定時間Δｔsは、少なくとも車速を回生制動が不要となる速度まで十分に低下させることが可能な時間を設定する。

例えば、周囲温度を最大使用温度とし、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbを保護温度とし、最大速度Ｖfmaxで電動機（走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ）の最大回生トルクをかけ続けた条件を考える。この条件下で、ブレーキ抵抗器２５の温度上昇速度ΔＴb／Δｔを見積る。以下の数１の式に基づいて、この温度上昇速度ΔＴb／Δｔに所定時間Δｔsを乗算して、所定時間Δｔs後の温度上昇分ΔＴb（Ｖfmax）を求める。所定時間Δｔsは、例えば３０秒程度の値に設定される。

以下の数２の式に基づいて、この温度上昇分ΔＴb（Ｖfmax）を保護温度である上限温度ＴfHから減算することによって、下限温度ＴfLを求める。

車両速度Ｖが最大速度Ｖfmaxよりも小さい速度についても、同様にこの速度におけるブレーキ抵抗器２５の温度上昇速度を見積り、この温度上昇速度に所定時間Δｔsを乗算して、温度上昇分を求める。この温度上昇分を上限温度ＴfHから減算することによって、想定した速度で速度制限が必要となる下限の温度を求める。これにより、前進速度制限値Ｖflimとブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbとの関係が求められるから、この関係に基づく前進最大速度マップＭf1が作成される。この前進最大速度マップＭf1を用いて車両の前進速度を制限した場合には、前進速度制限値Ｖflimは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが保護温度で平衡状態になる速度となる。しかしながら、車両を早期に低速状態にするためには、より小さい速度を、前進速度制限値Ｖflimとして設定してもよい。

図１０に示す後進最大速度マップＭr1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと後進速度制限値Ｖrlimとの関係を示す特性線４１Ｂ1を有している。後進最大速度マップＭr1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと後進速度制限値Ｖrlimとの関係を示す特性線４１Ｂ1を有している。特性線４１Ｂ1に示すように、後進速度制限値Ｖrlimは、ブレーキ抵抗器２５が下限温度ＴrLよりも低いときには、絶対値が最大となった最大速度Ｖrmaxで一定となる。後進速度制限値Ｖrlimは、下限温度ＴrLから上限温度Ｔrhまでの間は、絶対値が単調減少する。後進速度制限値Ｖrlimは、上限温度ＴrHよりも高いときには、絶対値が最小となった最小速度Ｖrminで一定となる。

後進最大速度マップＭr1は、前進最大速度マップＭf1と同じ考え方で設定されている。例えば、後進最大速度マップＭr1は、前進最大速度マップＭf1を横軸で反転させたマップとしてもよい。即ち、特性線４１Ｂ1と特性線４１Ａ1とは、横軸に関して線対称としてもよい。なお、後進時の最大速度Ｖrmaxは、後進時におけるオペレータの視認性の低下を考慮して、前進時の最大速度Ｖfmaxよりも小さい値に設定してもよい。これに伴って、後進時の下限温度ＴrLは、前進時の下限温度ＴfLと異なる値でもよい。また、後進時の上限温度ＴrHは、前進時の上限温度ＴfHと同じ値でもよく、異なる値でもよい。

図９に示す前進速度制限演算部４１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、前進速度制限値Ｖflimの絶対値を連続的に低下させるものとした。本発明はこれに限らず、前進速度制限演算部４１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、前進速度制限値Ｖflimの絶対値を段階的に低下させてもよい。同様に、後進速度制限演算部４１Ｂは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、後進速度制限値Ｖrlimの絶対値を段階的に低下させてもよい。

次に、速度制限演算装置４１およびＡ／Ｒ信号演算装置４２による車両速度Ｖを制限する制御処理について、図１１を参照して説明する。なお、図１１に示す制御処理を実行する時点で、速度制限演算装置４１には、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが入力されており、Ａ／Ｒ信号演算装置４２には、アクセルペダル開度Ｐaの信号Ｐ1と、リタードペダル開度Ｐbの信号Ｐ2とが入力されている。また、Ａ／Ｒ信号演算装置４２は、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒの回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rに基づいて、車両速度Ｖを取得している。

まず、ステップＳ１では、車両速度Ｖが０以上か否かを判定する。ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、車両速度Ｖが０以上であり（Ｖ≧０）、ダンプトラック１は前進している。このため、ステップＳ２に移行して、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、前進速度制限値Ｖflimを演算する。続くステップＳ３では、減算器５２Ｂを用いて前進速度制限値Ｖflimから車両速度Ｖを減算する。そして、選択スイッチ５２Ｄを用いて、減算器５２Ｂから出力された減算値ΔＶfを、速度差ΔＶに設定する。

一方、ステップＳ１で「ＮＯ」と判定したときには、車両速度Ｖが０よりも低下しており（Ｖ＜０）、ダンプトラック１は後進している。このため、ステップＳ４に移行して、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、後進速度制限値Ｖrlimを演算する。続くステップＳ５では、減算器５２Ｃを用いて車両速度Ｖから後進速度制限値Ｖrlimを減算する。そして、選択スイッチ５２Ｄを用いて、減算器５２Ｃから出力される減算値ΔＶrを、速度差ΔＶに設定する。

ステップＳ３，Ｓ５が終了すると、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、速度差ΔＶに基づいて、Ａ／Ｒ補正信号ΔＰを演算する。具体的には、ＰＩ制御部５２Ｅおよび第１リミッタ５２Ｆを用いて、速度差ΔＶからＡ／Ｒ補正信号ΔＰを算出する。

続くステップＳ７では、リタードペダル７が操作されているか否かを判定する。具体的には、リタードペダル開度Ｐrを負に反転させた信号Ｐ2が負の値か否かを判定する。ステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定したときには、リタードペダル７が操作されて、信号Ｐ2が負の値となっている（Ｐ2＜０）。このため、ステップＳ８に移行して、選択スイッチ５１Ｂを用いて、信号Ｐ2を基準信号Ｐ0に設定する。

一方、ステップＳ７で「ＮＯ」と判定したときには、リタードペダル７が操作されておらず、信号Ｐ2は０となっている（Ｐ2＝０）。このため、ステップＳ９に移行して、選択スイッチ５１Ｂを用いて、アクセルペダル開度Ｐaとなった信号Ｐ1を、基準信号Ｐ0に設定する。

ステップＳ８，Ｓ９が終了すると、ステップＳ１０に移行する。ステップ１０では、加算器５３を用いて、基準信号Ｐ0とＡ／Ｒ補正信号ΔＰとを加算する。続く、ステップＳ１１では、第２リミッタ５４を用いて、加算器５３から出力される加算値Ｐ3からＡ／Ｒ信号Ｓarを演算する。

次に、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて車両速度Ｖを制限した場合の一例について、図１２を参照して説明する。

まず、車両（ダンプトラック１）が下り勾配の路面をある一定速度で前進したときを考える。このとき、一定速度は、前進最大速度マップＭf1のブレーキ抵抗器２５の温度Ｔ１以下での前進速度制限値Ｖf1よりも小さいと仮定する。また、説明を簡略化するために、速度変化のための一時的なトルク変化（増加または減少）によるブレーキ抵抗器２５の温度変化は、トルク変化している時間が十分短いと考えて、無視する。

路面の下り勾配が大きいので、車両速度Ｖを一定に保つため電動機（走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ）には負のトルクが定常的に発生する。このとき、ダンプトラック１は、トルクと電動機の回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rとの積となる発電電力をブレーキ抵抗器２５で熱として消費する。この発電に伴う熱により、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbは、上昇していく。

そして、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが温度Ｔ1を超過すると、前進最大速度マップＭf1に従って、前進速度制限値Ｖflimが小さくなる（時点ｔ1）。前進速度制限値Ｖflimに比べて車両速度Ｖが大きくなったとき、前進速度制限値Ｖflimに追従するように、Ａ／Ｒ信号Ｓarが減じられ、車両速度Ｖが減少する。車両速度Ｖの減少は、電動機の回転速度Ｖ_L，Ｖ_Rの減少を意味する。そのため、電動機の発電電力は小さくなり、ブレーキ抵抗器２５での発熱も小さくなる。これにより、ブレーキ抵抗器２５の温度上昇速度は緩やかになる（時点ｔ1から時点ｔ2の区間）。

車両速度Ｖを低下させない場合には、図１２中の破線Ａで示すように、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbは、保護温度（上限温度ＴfH）を超過してしまう。これに対し、本実施の形態によるダンプトラック１は、速度制限により車両速度Ｖを小さくしている。これにより、ブレーキ抵抗器２５の発熱が小さくなるから、最終的なブレーキ抵抗器２５の平衡温度は、保護温度以下に抑えられる（時点ｔ2から時点ｔ3の区間）。

次に、時点ｔ3から時点ｔ4の区間では、下りの路面勾配が小さくなる。このとき、車両が下って行く方向の力が小さくなるので、電動機から出力する負のトルク（減速トルク）は小さくなる。よって、さらに発電電力が小さくなり、ブレーキ抵抗器２５の発熱もより小さくなるので、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbは低下していく。

そして、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが下限温度ＴfLよりも小さくなったとき、前進速度制限値Ｖflimは、最初の速度（最大速度Ｖfmax）まで戻る（時点ｔ5）。このとき、アクセルペダル６またはリタードペダル７の操作に応じて、車両速度Ｖを最初の速度まで戻すことが可能となる。

時点ｔ6で最初の車両速度Ｖに戻った後は、この車両速度Ｖと減少した負のトルクにより、ブレーキ抵抗器２５の発熱が決まる。このとき、ブレーキ抵抗器２５は、任意の熱平衡温度へ収束する。

図１２に示すように、第１の実施の形態によるダンプトラック１では、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに応じて、前進速度制限値Ｖflimが変化する。前進速度制限値Ｖflimに対して車両速度Ｖが超過した場合に、Ａ／Ｒ信号Ｓarが減少し、車両速度Ｖが前進速度制限値Ｖflimよりも小さくなるように制御される。従って、ブレーキ抵抗器２５の温度上昇に伴い、車両速度Ｖは減少するように制御される。このとき、車両速度Ｖの減少によってブレーキ抵抗器２５の発熱が小さくなるので、最終的にはブレーキ抵抗器２５の熱平衡温度が低く抑えられる。よって、前進最大速度マップＭf1および後進最大速度マップＭr1を適切に設定すれば、ブレーキ抵抗器２５の熱平衡温度が保護温度を超過しないように、車両速度Ｖを制御することができる。

かくして、第１の実施の形態によるダンプトラック１は、走行用モータ１４Ｌ，１４Ｒ（電動機）の速度を制御する走行装置制御部４０（コントローラ）を備えている。走行装置制御部４０は、抵抗器温度センサ３０によって取得したブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに基づいて、車両の最大速度（前進速度制限値Ｖflimおよび後進速度制限値Ｖrlim）を演算する速度制限演算装置４１（最大速度演算部）を備え、最大速度を超過しないように電動機の速度を制御する。

即ち、例えばダンプトラック１の前進しているときには、速度制限演算装置４１はブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに応じて前進速度制限値Ｖflimを演算する。このとき、速度制限演算装置４１は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが高くなるに従って、最大速度となる前進速度制限値Ｖflimの絶対値を低下させる。これにより、前進速度制限値Ｖflimに対して車両速度Ｖが超過した場合には、Ａ／Ｒ信号Ｓarが減少して、車両速度Ｖが前進速度制限値Ｖflimよりも小さくなるように、ダンプトラック１は制御される。そのため、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに応じて変化する前進速度制限値Ｖflimを超過しないように、車両速度Ｖは常に制限される。この点は、ダンプトラック１が後進しているときも同様である。従って、ブレーキ抵抗器２５の発電ブレーキだけで、車両速度Ｖを最小速度Ｖfmin，Ｖfminまで低下させることができ、機械ブレーキ１６を緊急時以外には使用する必要がなくなる。この結果、機械ブレーキ１６の使用頻度を抑えられるので、機械ブレーキ１６に係るメンテナンスコストを低減することができる。

次に、図１３ないし図１５は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、速度制限演算装置は、ブレーキ抵抗器の温度に加えて、冷却風温度センサによって取得した冷却風の温度に基づいて、車両の最大速度を演算することにある。第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第２の実施の形態による最大速度演算部としての速度制限演算装置６１は、抵抗器温度センサ３０によって検出されたブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、冷却風温度センサ３１によって取得した冷却風の温度Ｔaに基づいて、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを演算する。このとき、冷却風の温度Ｔaは、冷却装置（送風機２７）の冷媒の温度である。速度制限演算装置６１は、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを、Ａ／Ｒ信号演算装置４２に出力する。

速度制限演算装置６１は、前進最大速度となる前進速度制限値Ｖflimを演算する前進速度制限演算部６１Ａと、後進最大速度となる後進速度制限値Ｖrlimを演算する後進速度制限演算部６１Ｂとを有している。前進速度制限演算部６１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび冷却風の温度Ｔaに応じて、前進速度制限値Ｖflimを出力する。具体的には、前進速度制限演算部６１Ａは、前進最大速度マップＭf2を備えている。前進最大速度マップＭf2は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび冷却風の温度Ｔaに基づいて、前進速度制限値Ｖflimを演算する。

前進最大速度マップＭf2は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと前進速度制限値Ｖflimとの関係を示す特性線６１Ａ1を有している。このとき、特性線６１Ａ1は、第１の実施の形態による特性線４１Ａ1とほぼ同じである。但し、特性線６１Ａ1は、冷却風の温度Ｔaに応じて、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。具体的には、冷却風の温度Ｔaが常温（例えば２５℃）よりも上昇すると、その上昇分に応じて、特性線６１Ａ1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。このため、冷却風の温度Ｔaが常温よりも高くなるに従って、下限温度ＴfLは低下する。即ち、冷却風の温度Ｔaが常温よりも高いときには、冷却風の温度Ｔaが常温よりも低いときに比べて、低い下限温度ＴfLで、前進速度制限値Ｖflimは最大速度Ｖfmaxよりも低下する。また、冷却風の温度Ｔaが常温よりも高いときには、冷却風の温度Ｔaが常温よりも低いときに比べて、低い上限温度ＴfHで、前進速度制限値Ｖflimは最小速度Ｖfminに低下する。

また、後進速度制限演算部６１Ｂは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび冷却風の温度Ｔaに応じて、後進速度制限値Ｖrlimを出力する。具体的には、後進速度制限演算部６１Ｂは、後進最大速度マップＭr2を有している。後進最大速度マップＭr2は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび冷却風の温度Ｔaに基づいて、後進速度制限値Ｖrlimを演算する。後進最大速度マップＭr2は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと後進速度制限値Ｖrlimとの関係を示す特性線６１Ｂ1を有している。このとき、特性線６１Ｂ1は、特性線６１Ａ1と同様に、冷却風の温度Ｔaが高くなるに従って、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。このとき、ダンプトラック１は、ブレーキ抵抗器２５を冷却する冷却装置としての送風機２７と、冷却装置の冷媒となる冷却風の温度Ｔaを取得する冷却風温度センサ３１（冷媒温度センサ）と、を備えている。第２の実施の形態では、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、冷却風の温度Ｔaも考慮して前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを決定する。このため、周囲環境の温度が低い場合には、制限速度を高い状態に維持することによって、車両速度Ｖに制限がかかる可能性を減らすことができる。一方、周囲環境の温度が高い場合には、必要な分だけ車両速度Ｖの制限を大きくすることができる。従って、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、幅広い周囲環境の温度で、機械ブレーキ１６の使用頻度を低減することが可能であり、機械ブレーキ１６に係るメンテナンスコストを低減することができる。

次に、図１６ないし図１８は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、速度制限演算装置は、ブレーキ抵抗器の温度に加えて、積載質量センサによって取得した車両の積載質量に基づいて、車両の最大速度を演算することにある。第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第３の実施の形態による最大速度演算部としての速度制限演算装置７１は、抵抗器温度センサ３０によって検出されたブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、積載質量センサ３２によって取得した車両の積載質量Ｗに基づいて、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを演算する。速度制限演算装置７１は、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを、Ａ／Ｒ信号演算装置４２に出力する。

速度制限演算装置７１は、前進最大速度となる前進速度制限値Ｖflimを演算する前進速度制限演算部７１Ａと、後進最大速度となる後進速度制限値Ｖrlimを演算する後進速度制限演算部７１Ｂとを有している。前進速度制限演算部７１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび積載質量Ｗに応じて、前進速度制限値Ｖflimを出力する。具体的には、前進速度制限演算部７１Ａは、前進最大速度マップＭf3を備えている。前進最大速度マップＭf3は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび積載質量Ｗに基づいて、前進速度制限値Ｖflimを演算する。

前進最大速度マップＭf3は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと前進速度制限値Ｖflimとの関係を示す特性線７１Ａ1を有している。このとき、特性線７１Ａ1は、第１の実施の形態による特性線４１Ａ1とほぼ同じである。但し、特性線７１Ａ1は、積載質量Ｗに応じて、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。具体的には、積載質量Ｗが０よりも増加すると、その増加量に応じて、特性線７１Ａ1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。このため、積載質量Ｗが０（空荷のとき）よりも増加するに従って、下限温度ＴfLは低下する。即ち、積載質量Ｗが大きいときには、積載質量Ｗが０のときに比べて、低い下限温度ＴfLで、車両速度Ｖが制限される。また、積載質量Ｗが大きいときには、積載質量Ｗが０のときに比べて、低い上限温度ＴfHで、前進速度制限値Ｖflimは最小速度Ｖfminに低下する。

また、後進速度制限演算部７１Ｂは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび積載質量Ｗに応じて、後進速度制限値Ｖrlimを出力する。具体的には、後進速度制限演算部７１Ｂは、後進最大速度マップＭr3を有している。後進最大速度マップＭr3は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび積載質量Ｗに基づいて、後進速度制限値Ｖrlimを演算する。後進最大速度マップＭr3は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと後進速度制限値Ｖrlimとの関係を示す特性線７１Ｂ1を有している。このとき、特性線７１Ｂ1は、特性線７１Ａ1と同様に、積載質量Ｗが大きくなるに従って、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。例えばベッセル３に積載物を満載した場合には、空荷（Ｗ＝０）のときに比べて、走行状態の車両を停止させるときにブレーキ抵抗器２５で消費するエネルギが増加する。これに対し、ダンプトラック１は、車両の積載質量Ｗを取得する積載質量センサ３２を備えている。第３の実施の形態では、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、積載質量Ｗも考慮して前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを決定する。このため、ダンプトラック１のように、積載状況に応じてブレーキ抵抗器２５の消費電力が大きく異なる車両であっても、空荷の場合には、制限速度を高い状態に維持することによって、車両速度Ｖに制限がかかる可能性を減らすことができる。一方、ベッセル３に積載物を満載した場合には、必要な分だけ車両速度Ｖの制限を大きくすることができる。従って、第３の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、車両の積載状況に応じて、機械ブレーキ１６の使用頻度を低減することが可能であり、機械ブレーキ１６に係るメンテナンスコストを低減することができる。

次に、図１９ないし図２１は本発明の第４の実施の形態を示している。第４の実施の形態の特徴は、速度制限演算装置は、ブレーキ抵抗器の温度に加えて、路面勾配センサによって取得した路面の勾配に基づいて、車両の最大速度を演算することにある。第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第４の実施の形態による最大速度演算部としての速度制限演算装置８１は、抵抗器温度センサ３０によって検出されたブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、路面勾配センサ３３によって取得した路面の勾配θに基づいて、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを演算する。速度制限演算装置８１は、前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを、Ａ／Ｒ信号演算装置４２に出力する。

速度制限演算装置８１は、前進最大速度となる前進速度制限値Ｖflimを演算する前進速度制限演算部８１Ａと、後進最大速度となる後進速度制限値Ｖrlimを演算する後進速度制限演算部８１Ｂとを有している。前進速度制限演算部８１Ａは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび路面の勾配θに応じて、前進速度制限値Ｖflimを出力する。具体的には、前進速度制限演算部８１Ａは、前進最大速度マップＭf4を備えている。前進最大速度マップＭf4は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび路面の勾配θに基づいて、前進速度制限値Ｖflimを演算する。

前進最大速度マップＭf4は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと前進速度制限値Ｖflimとの関係を示す特性線８１Ａ1を有している。このとき、特性線８１Ａ1は、第１の実施の形態による特性線４１Ａ1とほぼ同じである。但し、特性線８１Ａ1は、路面の勾配θに応じて、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。具体的には、路面の勾配θが下り勾配方向で増加すると、その増加量に応じて、特性線８１Ａ1は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。このため、路面の勾配θが平坦路よりも下り勾配方向で増加するに従って、下限温度ＴfLは低下する。即ち、下り勾配が大きいときには、平坦路に比べて、低い下限温度ＴfLで、車両速度Ｖが制限される。また、下り勾配が大きいときには、平坦路に比べて、低い上限温度ＴfHで、前進速度制限値Ｖflimは最小速度Ｖfminに低下する。

また、後進速度制限演算部８１Ｂは、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび路面の勾配θに応じて、後進速度制限値Ｖrlimを出力する。具体的には、後進速度制限演算部８１Ｂは、後進最大速度マップＭr4を有している。後進最大速度マップＭr4は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbおよび路面の勾配θに基づいて、後進速度制限値Ｖrlimを演算する。後進最大速度マップＭr4は、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbと後進速度制限値Ｖrlimとの関係を示す特性線８１Ｂ1を有している。このとき、特性線８１Ｂ1は、特性線８１Ａ1と同様に、下り勾配が大きくなるに従って、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbが低い方にシフトする。

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。例えば下り勾配の場合には、平坦路に比べて、走行状態の車両を停止させるときにブレーキ抵抗器２５で消費するエネルギが増加する。これに対し、ダンプトラック１は、車両の後輪９Ｌ，９Ｒ（駆動輪）が接地する路面の勾配θを取得する路面勾配センサ３３を備えている。第４の実施の形態では、ブレーキ抵抗器２５の温度Ｔbに加えて、路面の勾配θも考慮して前進速度制限値Ｖflimと後進速度制限値Ｖrlimとを決定する。このため、例えば上り勾配や平坦路の場合には、制限速度を高い状態に維持することによって、車両速度Ｖに制限がかかる可能性を減らすことができる。一方、下り勾配の場合には、必要な分だけ車両速度Ｖの制限を大きくすることができる。従って、第４の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、幅広い路面の勾配状況に応じて、機械ブレーキ１６の使用頻度を低減することが可能であり、機械ブレーキ１６に係るメンテナンスコストを低減することができる。

なお、前記各実施の形態では、電気駆動車両としてダンプトラック１を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、電動機によって走行駆動し、回生制動が可能な電気駆動車両であればよく、例えばホイールローダに適用してもよい。

また、前記各実施の形態で記載した周波数等の具体的な数値は、一例を示したものであり、例示した値に限らない。これらの数値は、例えば適用対象の仕様に応じて適宜設定される。

前記各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

１ ダンプトラック
６ アクセルペダル
６Ａ アクセルペダル開度センサ
７ リタードペダル
７Ａ リタードペダル開度センサ
８Ｌ，８Ｒ 前輪
９Ｌ，９Ｒ 後輪
１４Ｌ，１４Ｒ 走行用モータ（電動機）
１６ 機械ブレーキ
１８Ｌ，１８Ｒ 速度センサ（車両速度センサ）
１９Ｌ，１９Ｒ 電流センサ
２４Ｌ，２４Ｒ インバータ
２５ ブレーキ抵抗器
２７ 送風機（冷却装置）
３０ 抵抗器温度センサ
３１ 冷却風温度センサ（冷媒温度センサ）
３２ 積載質量センサ
３３ 路面勾配センサ
４０ 走行装置制御部（コントローラ）
４１，６１，７１，８１ 速度制限演算装置（最大速度演算部）

Claims (5)

1. 電動機と、
   前記電動機を制御するインバータと、
   前記電動機により駆動される駆動輪と、
   リタードペダルの操作に応じて前記電動機を回生制御するときに発電された電力を熱として消費するブレーキ抵抗器と、
   前記ブレーキ抵抗器の温度を取得する抵抗器温度センサと、
   車両の速度を取得する車両速度センサと、
   前記インバータを用いて前記電動機の速度を制御するコントローラと、を備えた電気駆動車両において、
   前記コントローラは、前記抵抗器温度センサによって取得した前記ブレーキ抵抗器の温度に基づいて、前記車両の最大速度を演算する最大速度演算部を備え、
   前記最大速度を超過しないように前記電動機の速度を制御することを特徴とする電気駆動車両。
2. 前記最大速度演算部は、前記ブレーキ抵抗器の温度が高くなるに従って、前記車両の最大速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の電気駆動車両。
3. 前記ブレーキ抵抗器を冷却する冷却装置と、
   前記冷却装置の冷媒の温度を取得する冷媒温度センサと、を備え、
   前記最大速度演算部は、前記ブレーキ抵抗器の温度に加えて、前記冷媒温度センサによって取得した前記冷却装置の冷媒の温度に基づいて、前記車両の最大速度を演算することを特徴とする請求項１に記載の電気駆動車両。
4. 前記車両の積載質量を取得する積載質量センサを備え、
   前記最大速度演算部は、前記ブレーキ抵抗器の温度に加えて、前記積載質量センサによって取得した前記車両の積載質量に基づいて、前記車両の最大速度を演算することを特徴とする請求項１に記載の電気駆動車両。
5. 前記車両の駆動輪が接地する路面の勾配を取得する路面勾配センサを備え、
   前記最大速度演算部は、前記ブレーキ抵抗器の温度に加えて、前記路面勾配センサによって取得した前記路面の勾配に基づいて、前記車両の最大速度を演算することを特徴とする請求項１に記載の電気駆動車両。

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