(57)【要約】【課題】回生ブレーキが用いられる運搬車両において、荷台を加熱するとともに荷台内に埋め込まれた電熱線の消耗を低減させる技術を提供する。【解決手段】運搬車両は、積荷荷重を計測するための計測装置の計測値に基づき導出される、荷台の積荷荷重と、規定の荷重閾値とを比較する荷重比較部と、荷重比較結果に基づき、荷台に積荷が積まれているかを判定し、積荷が積まれている場合、回生電力を荷台に設置された発熱体に供給するための第１指令情報を出力し、積荷が積まれていない場合、回生電力を発熱体に並列接続された抵抗器に供給するための第２指令情報を出力する判定部と、第１または第２指令情報を入力し、当該指令情報に従い、発熱体または抵抗器のいずれかに回生電力を供給するようにスイッチを制御するスイッチ制御部と、を備える。【選択図】図３
2019137257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷台に付設された発熱体と、
前記発熱体と電気的に並列接続されている抵抗器と、
前記荷台に積載された積荷の荷重を計測するための計測装置と、
回生ブレーキによって走行モータから発生する回生電力の供給先を、前記発熱体または前記抵抗器に切り替えることで、前記荷台の加熱を制御する電源制御ユニットと、を備える運搬車両であって、
前記電源制御ユニットは、
前記計測装置での計測値に基づき導出される、前記荷台の積荷荷重と、規定の荷重閾値とを比較する荷重比較部と、
前記荷重比較部での荷重比較結果に基づき、前記荷台に積荷が積まれているかを判定し、当該判定結果が、積荷が積まれているとの判定結果である場合、前記回生電力を前記発熱体に供給するための第１指令情報を出力し、積荷が積まれていないとの判定結果である場合、前記回生電力を前記抵抗器に供給するための第２指令情報を出力する判定部と、
前記第１または第２指令情報を入力し、当該指令情報に従い、前記発熱体または前記抵抗器のいずれかに前記回生電力を供給するようにスイッチを制御するスイッチ制御部と、
を備えることを特徴とする運搬車両。
【請求項２】
請求項１に記載の運搬車両において、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチのオン−オフの時間の長短を調整することで、前記発熱体および前記抵抗器に前記回生電力を配分供給することを特徴とする運搬車両。
【請求項３】
請求項１に記載の運搬車両において、
前記運搬車両の周囲環境温度を計測する環境温度センサと、
前記環境温度センサの計測値を入力し、当該計測値と事前に規定される環境温度閾値とを比較する環境温度比較部と、をさらに備え、
前記判定部は、さらに、前記環境温度比較部による温度比較結果が、前記環境温度閾値を超えるとの結果である場合、第２指令情報を出力し、前記環境温度閾値を超えないとの結果である場合、第１指令情報を出力することを特徴とする運搬車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂などを運搬する運搬車両の荷台を加熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダンプトラックに積載される土砂や砕石などは、水分を含んでいることが多く、寒冷地や冬場で運搬作業を行う場合、積荷に含まれる水分が凍結して一部が荷台の内壁面に付着する。積荷の一部が付着すると、この分積込量が減少するため、運搬効率が低下する。そこで、凍結による積荷の付着を防止するため、荷台を加熱する手段を有するダンプトラックが提案されている。
【０００３】
また一方で、電動機の回生電力を熱エネルギに変換して大気放出することにより制動力を得る回生ブレーキを用いた電気駆動式ダンプトラックが知られている。このダンプトラックにおいて、回生ブレーキ時のブレーキレジスタからの冷却風を荷台側に排気することで荷台を暖める技術（例えば特許文献１）や、ベッセル（荷台）の底部周囲に電熱線を埋め込んで加熱する技術（例えば特許文献２）が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０１−１７８１３８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、冷却風出口の近傍については加熱されるものの、当該箇所以外では、積荷の凍結が生じない程度の温度とならない可能性がある。また排風用のダクトを別途設置することとなり、ダンプトラックがその分大型化する。
【０００６】
上記特許文献２の技術では、回生ブレーキが作動するたびに、常に、ベッセルに埋め込まれた電熱線に電力が供給されるため、電熱線の消耗も早くなり部品寿命が短くなる。
【０００７】
本発明は、回生ブレーキが用いられる電気駆動式ダンプトラックにおいて、荷台を加熱するとともに荷台内に埋め込まれた電熱線の消耗を低減させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の運搬車両は、荷台に付設された発熱体と、前記発熱体と電気的に並列接続されている抵抗器と、前記荷台に積載された積荷の荷重を計測するための計測装置と、回生ブレーキによって走行モータから発生する回生電力の供給先を、前記発熱体または前記抵抗器に切り替えることで、前記荷台の加熱を制御する電源制御ユニットと、を備える運搬車両であって、前記電源制御ユニットは、前記計測装置での計測値に基づき導出される、前記荷台の積荷荷重と、規定の荷重閾値とを比較する荷重比較部と、前記荷重比較部での荷重比較結果に基づき、前記荷台に積荷が積まれているかを判定し、当該判定結果が、積荷が積まれているとの判定結果である場合、前記回生電力を前記発熱体に供給するための第１指令情報を出力し、積荷が積まれていないとの判定結果である場合、前記回生電力を前記抵抗器に供給するための第２指令情報を出力する判定部と、前記第１または第２指令情報を入力し、当該指令情報に従い、前記発熱体または前記抵抗器のいずれかに前記回生電力を供給するようにスイッチを制御するスイッチ制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回生ブレーキ時に発生する回生電力を利用したダンプトラックの荷台加熱において、荷台に設置された発熱体の消耗を低減させることができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の運搬車両の側面を示す図である。
【図２】実施形態におけるダンプトラックの内部構成の要部の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態の電源制御ユニットのブロック構成の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態の電源制御ユニットの動作例を示すフローチャートである。
【図５】電熱線温度の時間変化を示す図である。
【図６】第２実施形態の電源制御ユニットのブロック構成の一例を示す図である。
【図７】第２実施形態の態様を適用した場合の電熱線温度と通電時間との関係例を示す図である。
【図８】第２実施形態の電源制御ユニットの動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る運搬車両の荷台加熱機構について説明する。尚、以下の説明では、運搬車両の代表例として、ダンプトラックに適用した場合を例示している。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は運搬車両の代表例であるダンプトラックの側面図である。ダンプトラック１００は、特に鉱山向けに用いられるもので、フレーム１上に土砂等を積載するためのベッセル（vessel:荷台）５が搭載されている。ベッセル５は、積載する土砂や砕石などの積荷を加熱するため、通電により発熱する発熱体（後述のベッセル内電熱線２２）が付設されている。
【００１３】
フレーム１とベッセル５とはホイストシリンダ６により連結されている。ホイストシリンダ６が伸長することで、ベッセル５は起伏可能に動作して、積荷の放出を行う。またフレーム１には、不図示の機構部品を介して前輪２、後輪３、燃料タンク９などが取り付けられている。後輪３の回転軸部には、後輪３を駆動するための走行モータ１０と、後輪３の回転数を調整する減速機が収められている。また前輪２、後輪３には、積荷荷重を計測するための計測装置４１がそれぞれ設けられている。計測装置４１は、本実施形態ではサスペンションシリンダ圧力計測装置とし、サスペンションシリンダの圧力値に基づき、積荷荷重を計測するものとして説明する。これ以外にも、例えばベッセル５自体に重量計を設けて積荷荷重を計測するなど、積荷荷重を計測することができる装置やセンサが備えられていれば、どのような態様であってもよい。
【００１４】
フレーム１には、オペレータが歩行可能なデッキＤが取り付けられている。デッキＤには、ダンプトラック１００の操作を行うためにオペレータが搭乗するキャブ４、各種電力機器が収納されたコントロールキャビネット８、余剰エネルギを熱として放散するためのグリッドボックス７が搭載されている。また図１で前輪２により隠れた部分には、エンジン１１、第１発電機１２、第２発電機３１が搭載されている。第１発電機１２は、主に後輪３を駆動するための走行モータ（後述の走行モータ１０Ｌ、１０Ｒ）用の電力源である。第２発電機３１は、主にグリッドボックス７内を冷却するためのファン３６に機械的に接続されたファンモータ（後述のファンモータ３５）用の電力源である。また図１で前輪２により隠れた部分には、主に油圧機器用の油圧源としての不図示のメインポンプなどが搭載されている。
【００１５】
キャブ４内には不図示のアクセルペダル、ブレーキペダル、ホイストレバー、およびハンドルが設置されている。またブレーキペダルが操作されたかを検出するためのブレーキペダルセンサ４２が設置されている。オペレータはキャブ４内のアクセルペダルまたはブレーキペダルを操作して、ダンプトラック１００の加速力または制動力を制御することができる。さらにオペレータはハンドルを左右に回転させることによりダンプトラック１００の操舵操作を行い、ホイストレバーを踏み込むことによりベッセル５をホイストシリンダ６により起立させてダンプ操作を行う。尚、操舵操作、ダンプ操作を行うための油圧システムについては公知であるため、詳述しない。
【００１６】
ダンプトラック１００は、走行モータによって回生された電力（回生電力）を、グリッドボックス７内に収容された抵抗器またはベッセル５に設置された発熱体によって消費することで制動力を得る回生ブレーキを用いている。図２は、この態様を実現するための構成例を示す図である。図２に示すように、ダンプトラック１００は、エンジン１１で駆動する第１発電機１２および第２発電機３１と、第１電気回路Ｃ１と、第２電気回路Ｃ２と、コントローラ５１とを備える。
【００１７】
第１電気回路Ｃ１は、第１発電機１２にて発電された電力を、ダンプトラック１００の後輪（駆動輪）３Ｌ、３Ｒに接続された走行モータ１０Ｌ、１０Ｒに供給する。第２電気回路Ｃ２は、第２発電機３１にて発電された電力を、ダンプトラック１００のファン３６に接続されたファンモータ３５に供給する。
【００１８】
第１電気回路Ｃ１において、第１発電機１２の三相交流出力は、ダイオードブリッジである第１整流回路１４を介して走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒに入力される。そして走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒの出力は、電気的に接続された走行モータ１０Ｌ、１０Ｒにそれぞれ入力される。
【００１９】
また、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒの軸は不図示の減速機を介してそれぞれ後輪３Ｌ、３Ｒと機械的に接続されており、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒのトルクが減速機を介して後輪３Ｌ、３Ｒに伝達される。
【００２０】
第１整流回路１４の出力側であって、走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒの直流入力部である第１高圧直流ライン１８には、グリッドボックス７に収容されているグリッドボックス抵抗器１６、およびスイッチング素子１５が接続されている。また第１高圧直流ライン１８には、ベッセル５に埋め込まれた発熱体であるベッセル内電熱線２２、およびスイッチング素子２１を接続した第２高圧直流ライン１９が接続されている。図２に示すように、グリッドボックス抵抗器１６とスイッチング素子１５のセットと、ベッセル内電熱線２２とスイッチング素子２１のセットは、並列接続となっている。
【００２１】
走行モータ１０Ｌ、１０Ｒにて回生された回生電力は、スイッチング素子１５が作動してグリッドボックス抵抗器１６を介して熱エネルギに変換され大気に放出されるか、もしくは、スイッチング素子２１が作動してベッセル内電熱線２２で発熱することで消費される。すなわち、スイッチング素子１５、スイッチング素子２１のオン−オフ制御により、グリッドボックス抵抗器１６もしくはベッセル内電熱線２２のいずれかに回生電力が供給され、熱変換される。この制御は、コントローラ５１により行われる。尚、ベッセル内電熱線２２は、ベッセル５の底面側に、ベッセル５を周回するように埋め込まれており、フレーム１側に配線されたケーブルと接続する構成となっている。
【００２２】
また第１電圧検出器１７は、第１高圧直流ライン１８の第１電圧値を検出し、コントローラ５１に出力する。
【００２３】
一方、第２電気回路Ｃ２において、第２発電機３１の三相交流出力は、ダイオードブリッジである第２整流回路３２を介して、ファンモータ用インバータ３４に供給され、ファンモータ用インバータ３４の出力は複数のファンモータ３５に供給される。また、ファンモータ３５の出力軸はファン３６に接続されている。第２電圧検出器３７は、補機直流ライン３８の第２電圧値を検出し、コントローラ５１に出力する。
【００２４】
コントローラ５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）８０２と、記憶装置８０３と、を含むハードウェア構成となっている。ＣＰＵ８０１は演算処理装置であり、プログラムの指令に従い各種処理を実行する。記憶装置８０３は、各種プログラムを不揮発的に格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disc Drive）などである。ＲＡＭ８０２は、ＣＰＵ８０１がプログラムを実行する際の作業領域となる揮発的な記憶領域である。このようにコントローラ５１は、本実施形態ではコンピュータであるものとするが、その一部もしくは全てを、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路構成としてもよく、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に実装してもよい。一部もしくは全てを回路構成とした場合や、ＥＣＵに実装した場合でも、当該構成はコンピュータの一態様とみなすことができる。
【００２５】
コントローラ５１には、第１電圧検出器１７で検出された第１電気回路Ｃ１の電圧値ＶＨＶと、不図示の第１電流検出器で検出された第１電気回路Ｃ１の電流値が入力される。コントローラ５１には、第２電圧検出器３７で検出された第２電気回路Ｃ２の電圧値ＶＬＶと、不図示の第２電流検出器で検出された第２電気回路Ｃ２の電流値とが入力される。またコントローラ５１には、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒのトルク値なども入力される。
【００２６】
コントローラ５１は、ダンプトラック１００の状態やオペレータの操作入力をもとに、エンジン１１や走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒ、ファンモータ用インバータ３４の各半導体スイッチ（不図示）やスイッチング素子１５、スイッチング素子２１に、適宜オン−オフ信号を出力する。コントローラ５１は、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒ、グリッドボックス抵抗器１６、ベッセル内電熱線２２、ファンモータ３５を適切なタイミングで駆動させることにより、第１電気回路Ｃ１および第２電気回路Ｃ２の電力の流れを制御している。
【００２７】
エンジン１１により第１発電機１２が駆動されると、発生した三相交流電圧は、第１整流回路１４によって直流電圧に変換され、走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒに入力される。この状態でオペレータがアクセルペダルを踏み込むと、コントローラ５１から走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒに加速のための制御信号が入力され、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒに電力が供給される。この電力により、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒは減速機を介して後輪３Ｌ、３Ｒを駆動させて、ダンプトラック１００を前進あるいは後進させる。
【００２８】
一方、オペレータがブレーキペダルを踏んだ時や、降坂における制動動作時には、コントローラ５１は走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒに対し減速のための制御信号を出力する。この制御信号を入力した走行モータ１０Ｌ、１０Ｒは、ダンプトラック１００の運動エネルギを電気エネルギに変換する。すなわち走行モータ１０Ｌ、１０Ｒは、回生電力を発生させる発電機として動作する。
【００２９】
この時発生した回生電力は、走行モータ用インバータ１３Ｌ、１３Ｒの第１高圧直流ライン１８に直流電圧として蓄えられるが、安全に蓄えられる電力には限界があるため、放電機能が必要となる。そこで直流電圧が規定値を超えた場合には、コントローラ５１がスイッチング素子１５、スイッチング素子２１を動作させる。これによりコントローラ５１は、第１発電機１２から走行モータ１０Ｌ、１０Ｒへ向かう電気エネルギの流れを、走行モータ１０Ｌ、１０Ｒからグリッドボックス抵抗器１６もしくはベッセル内電熱線２２へ向かうように切り替える。グリッドボックス抵抗器１６もしくはベッセル内電熱線２２に直流電圧を印加することで、電気エネルギを熱として消費することができる。
【００３０】
ベッセル内電熱線２２の熱は、積荷を凍結させないためにベッセル５を加熱することに用いられる。一方、グリッドボックス抵抗器１６の熱は、通常は周囲の大気により自然空冷されている。しかし、発熱エネルギの大きい場合はグリッドボックス抵抗器１６の温度が上昇し、高温による損傷を引き起こす可能性がある。このため、コントローラ５１は、ファン３６を駆動させ、強制空冷によりグリッドボックス抵抗器１６の冷却を行っている。
【００３１】
エンジン１１により第２発電機３１が駆動されると、発生した三相交流電圧は、第２整流回路３２によって直流電圧に変換され、ファンモータ用インバータ３４に入力される。グリッドボックス抵抗器１６の冷却が必要な場合は、コントローラ５１からファンモータ用インバータ３４にファンモータ３５を駆動するための制御信号が入力され、ファン３６が回転する。ファン３６の回転により発生した風によって、グリッドボックス抵抗器１６が冷却される。
【００３２】
図３は、第１実施形態の荷台加熱機構の構成例を示すブロック図である。荷台加熱機構３００は、計測装置４１、ブレーキペダルセンサ４２、電源制御ユニット２００、グリッドボックス抵抗器１６、ベッセル内電熱線２２を有する。
【００３３】
電源制御ユニット２００は、回生ブレーキによって走行モータ１０Ｌ、１０Ｒから発生する回生電力の供給先を、グリッドボックス抵抗器１６またはベッセル内電熱線２２に切り替えることで、ベッセル５の加熱を制御する。図３に示す電源制御ユニット２００のブレーキ操作検出部１５１、荷重算出部１５２、荷重比較部１５３、判定部１５４、記憶部１５０は、上記図２のコントローラ５１により実現される。スイッチ制御部１５５は、コントローラ５１およびスイッチング素子１５、スイッチング素子２１により実現される。すなわち電源制御ユニット２００は、ＣＰＵ８０１が、記憶装置８０３に事前に記憶されているプログラムを演算実行することで、スイッチング素子１５、スイッチング素子２１に対してオン−オフの制御を行うことで、ベッセル５を加熱制御する。
【００３４】
ブレーキ操作検出部１５１は、ブレーキペダルセンサ４２からの検出信号を入力することで、ブレーキ操作が行われたかを検出する。荷重算出部１５２は、計測装置４１が計測した各サスペンションにかかる圧力値、および、記憶部１５０に事前に記憶されている車両重量情報１５０ａを取得して、これらに基づきベッセル５に積載された積荷の荷重を算出する。車両重量情報１５０ａは、ベッセル５など、フレーム１上に設置された各部位の総重量を示す情報であり、事前に設定されている。
【００３５】
荷重比較部１５３は、記憶部１５０に事前に記憶されている荷重閾値情報１５０ｂを取得し、この閾値と荷重算出部１５２が算出した積荷荷重とを比較する。尚、荷重閾値情報１５０ｂは、当該閾値以上である場合は積荷を積載しているものとして扱い、閾値に満たない場合は積荷を積載していないものとして扱うための数値情報である。荷重閾値情報１５０ｂは、事前に設定されており、必要に応じて好適な値となるように更新することができる。
【００３６】
判定部１５４は、荷重比較部１５３から比較結果を取得して、この荷重比較結果に基づき、積荷が積載されているか否かを判定する。積荷が積載されている場合、判定部１５４は、ベッセル内電熱線２２に回生電力を供給するための第１指令情報をスイッチ制御部１５５に出力する。積荷が積載されていない場合、判定部１５４は、グリッドボックス抵抗器１６に回生電力を供給するための第２指令情報をスイッチ制御部１５５に出力する。尚、第１指令情報、第２指令情報は、双方で異なる情報であり、識別可能な情報であれば、どのような情報であってもよい。
【００３７】
スイッチ制御部１５５は、スイッチング素子１５、スイッチング素子２１を含む構成である。スイッチ制御部１５５は、判定部１５４から第１指令情報または第２指令情報を入力して、この指令情報（判定部１５４の判定結果）に従い、グリッドボックス抵抗器１６を通電状態にするか、もしくはベッセル内電熱線２２を通電状態にするかを切り替え制御する。この切り替えは、スイッチング素子１５、スイッチング素子２１を作動させてオン−オフ制御することで行われる。
【００３８】
図４は、第１実施形態の動作例を示すフローチャートである。電源制御ユニット２００は、オペレータによりブレーキ操作が行われるまで待機する（Ｓ００１：Ｎｏのループ）。ブレーキ操作が行われ、ブレーキ操作検出部１５１がペダルのオン信号を検出すると（Ｓ００１：Ｙｅｓ）、荷重算出部１５２は、前後左右の車輪ごとに設置された計測装置４１（サスペンションシリンダ圧力計測装置）から圧力値を入力する（Ｓ００２）。そして荷重算出部１５２は、入力した圧力値に基づき、各車輪にかけられている荷重をそれぞれ算出する（Ｓ００３）。荷重算出部１５２は、各車輪にかけられている荷重を合算し、また車両重量情報１５０ａを記憶部１５０から取得する。荷重算出部１５２は、荷重の合算値から車両重量情報１５０ａに示される値を減算することで、ベッセル５に積載されている積荷の荷重を算出する（Ｓ００４）。尚、荷重算出部１５２は、サスペンション圧力だけでなく、車体の傾きや速度、左右輪の速度差等の情報を用いて積荷荷重の算出を行い、より精度の高い積荷荷重を求めてもよい。
【００３９】
荷重比較部１５３は、荷重閾値情報１５０ｂを記憶部１５０から取得し、この積荷閾値と荷重算出部１５２で算出された積荷荷重とを比較する（Ｓ００５）。判定部１５４は、荷重比較部１５３での比較結果を基に、積荷の有無を判定し、この判定結果に応じて、グリッドボックス抵抗器１６、ベッセル内電熱線２２のいずれに送電するかを示す第１指令情報または第２指令情報を作成する（Ｓ００６）。荷重算出部１５２で算出された積荷荷重が積荷閾値を超えている場合、判定部１５４は、ベッセル５に積荷が積載されているものとし、ベッセル内電熱線２２に送電するための第１指令情報を作成する（Ｓ００６：Ｙｅｓ）。そうでない場合、判定部１５４は、積荷が積載されていない、もしくは積荷が無いに等しいものとして、グリッドボックス抵抗器１６に送電する第２指令情報を作成する（Ｓ００６：Ｎｏ）。
【００４０】
判定部１５４は、判定結果である第１または第２指令情報をスイッチ制御部１５５に出力し、替え制御部１６０は、この指令情報に従い、スイッチング素子１５、スイッチング素子２１のオン−オフ制御を行う。すなわちスイッチ制御部１５５は、グリッドボックス抵抗器１６に送電する第２指令情報を入力する場合（Ｓ００６：Ｎｏ）、スイッチング素子１５をオンにするとともにスイッチング素子２１をオフにする。これによりスイッチ制御部１５５は、グリッドボックス抵抗器１６に送電するようにスイッチ制御する（Ｓ００７）。一方、ベッセル内電熱線２２に送電する第１指令情報を入力する場合（Ｓ００６：Ｙｅｓ）、替え制御部１６０はスイッチング素子１５をオフにするとともにスイッチング素子２１をオンにして、ベッセル内電熱線２２に送電するように制御する（Ｓ００８）。
【００４１】
上記第１実施形態では、車両重量を減算することでベッセル５に積載された積荷の荷重を算出し、この積荷荷重と積荷閾値とを比較する処理としている。これ以外にも、車両重量を減算する処理を行わず、車両重量を含めた重量閾値を用いて、比較処理を行う実装でもよい。
【００４２】
上記構成や動作により、電源制御ユニット２００は、オペレータがブレーキペダルを踏んだ時に生ずる回生電力を、積荷が積まれているときにはベッセル内電熱線２２へ供給してベッセル５を加熱する。また電源制御ユニット２００は、積荷が積まれていないときには、グリッドボックス抵抗器１６に回生電力を供給し、ベッセル５を加熱しないように制御する。この動作により、積荷を積載している際には、ベッセル５の底面に運搬物が凍結、付着することを抑制することができ、積荷の無い状態、すなわちベッセル５を加熱する必要のないときには、ベッセル内電熱線２２の使用を停止することができる。これにより、ブレーキ動作の際は常に加熱される従来技術よりも、ベッセル内電熱線２２の寿命の低下を抑制することができる。
【００４３】
また本実施形態における機器構成では、ベッセル５の加熱に排風を使用しないため、ベッセル５に向けて排出するためのダクトを別途設置する必要が無く、ダンプトラック１００の大型化を抑制することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、ベッセル内電熱線の過度の加熱を抑制するため、ダンプトラックの周囲環境温度に応じた制御を行うとともに、ベッセル内電熱線の温度にも上限を持たせる。
【００４５】
図５は、時間経過に伴う電熱線の温度変化を示した図であり、横軸を通電時間とし、縦軸を電熱線温度とした場合のグラフの一例である。また図５（Ａ）は、異なる２つの周囲環境温度の下で、同一の電熱線に同じ電力を投入した場合の温度変化を示した図である。図５（Ｂ）は、周囲環境温度を同一とし、投入電力に差異を持たせた場合の電熱線の温度変化を示した図である。図５（Ａ）により、周囲環境温度に応じて電熱線の温度変化が異なることがわかり、また図５（Ｂ）により、投入する電力に応じて電熱線の温度変化が異なることがわかる。このことから、ベッセル内電熱線２２の温度は、周囲環境温度、および電力量（電力×経過時間）に依拠し、これらにより決定されることがわかる。よって、周囲環境温度を計測し、この計測値に応じた電力供給量（以降の説明では、電力供給量の指標値として経過時間を用いる）となるように調整することで、ベッセル内電熱線２２の過度の加熱を抑制することが可能となる。
【００４６】
また一方で、積荷の凍結が生じない程度に周囲環境温度が高い場合、ベッセル５を加熱する必要はない。このことから第２実施形態では、周囲環境温度が規定の温度閾値を超える場合はベッセル内電熱線２２に通電しないように制御する。これにより、季節による寒暖の差が大きい地域において、過度の加熱となることを抑制することができ、ベッセル５やベッセル内電熱線２２の損傷を、さらに低減させることが可能となる。
【００４７】
図６は、第２実施形態の荷台加熱機構の構成例を示すブロック図である。第２実施形態の荷台加熱機構４００は、上記の第１実施形態の荷台加熱機構３００に加え、環境温度センサ６０１、環境温度比較部６５１、上限到達時間抽出部６５２を、さらに有する。また記憶部１５０には、環境温度閾値情報１５０ｃ、環境温度−上限到達時間テーブル１５０ｄが事前に記憶されている。尚、図６では、第１実施形態から追加したブロックを太線で示している。
【００４８】
環境温度センサ６０１は、ダンプトラック１００の周辺環境温度を計測する温度センサである。尚、環境温度センサ６０１は、ここではダンプトラック１００からの排熱やベッセル５の加熱の影響を受けない箇所に設置されるものとする。
【００４９】
環境温度比較部６５１は、周囲環境の温度値を環境温度センサ６０１から入力し、環境温度閾値情報１５０ｃを記憶部１５０から取得して、これらを比較する。環境温度閾値情報１５０ｃは、積荷が凍結しないとする温度（摂氏０℃またはその近傍の温度）を規定した閾値データであり、第２実施形態では、周囲環境温度がこの閾値データを超えている場合、ベッセル５に対する加熱を行わないものとして扱う。
【００５０】
上限到達時間抽出部６５２は、周囲環境の温度値を環境温度センサ６０１から入力し、この温度値に応じた時間データを環境温度−上限到達時間テーブル１５０ｄから抽出し、判定部１５４ａに出力する。環境温度−上限到達時間テーブル１５０ｄは、周囲環境温度と、ベッセル内電熱線２２の温度上限付近に到達するまでの時間（上限到達時間と称する）とを対応付けたデータ構造となっている。環境温度−上限到達時間テーブル１５０ｄを参照することで、現在の環境温度（環境温度センサ６０１の計測値）から、これに応じた上限到達時間を抽出することができる。
【００５１】
また第２実施形態の判定部１５４ａは、上記第１実施形態で説明した積荷荷重に依拠した判定処理に加え、周囲環境温度や上限到達時間に依拠した判定も、あわせて行う。
【００５２】
図７は、第２実施形態の態様を適用した場合の電熱線温度と通電時間との関係例を示す図である。図７（Ａ）に示すベッセル内電熱線２２の温度上限は、電熱線の素材、形状および設置状態などに基づき、過剰に加熱することを制限するために事前に規定した温度である。上限到達時間は、ベッセル内電熱線２２に供給される回生電力量（回生電力×経過時間）が、この温度上限を超えない程度に収まるように事前に定めた到達時間である。
【００５３】
回生ブレーキは、主としてブレーキ作動時に使用され、走行時には使用されない。よって回生ブレーキは、常時使用されるものではないため、ベッセル５を加熱できるタイミングは限定的となる。この限られた時間でベッセル５を加熱し、凍結した積荷を融解するため、第２実施形態では、加熱開始時（ブレーキ作動時）においては回生電力の全電力をベッセル内電熱線２２に供給する。そして供給電力量（全回生電力×時間）が予め設定した供給電力量閾値（全回生電力×上限到達時間）に達した後は、ベッセル内電熱線２２への供給を下げて（図７（Ｂ）参照）、余剰分をグリッドボックス抵抗器１６に供給する（図７（Ｃ）参照）。これにより、図７（Ａ）に示すように、当該制御を行わない場合よりも、早急にベッセル内電熱線２２の温度を温度上限付近まで到達させることができる。
【００５４】
尚、供給電力量は供給電力と時間との積で求められるため、供給する全回生電力の値を事前に決めておくか、もしくは逐一電力値を計測することで、経過時間を指標にして供給電力量を求めることができる。
【００５５】
ベッセル内電熱線２２の温度は、周囲環境温度にも依拠することから（図５（Ａ）参照）、周囲環境温度が高い場合と低い場合とでは、図７（Ｄ）に示すように上限到達時間が異なる。第２実施形態では、上記のように環境温度と上限到達時間とを対応付けたテーブル（環境温度−上限到達時間テーブル１５０ｄ）を事前に用意しておき、環境温度の計測値から上限到達時間を導出し、この時間を閾値として用いることで判定処理を行う。尚、これに限らず、規定の計算式を用いて、環境温度の計測値から上限到達時間を算出してもよい。
【００５６】
図８は、第２実施形態の動作例を示すフローチャートである。ここでは、第１実施形態との差分のステップ（図８の太枠線のステップ）のみについて説明するが、これ以外は上記第１実施形態で説明した処理と同様である（図４参照）。
【００５７】
判定部１５４ａは、環境温度比較部６５１による温度比較結果を入力する。そして判定部１５４ａは、環境温度比較部６５１による温度比較結果が、環境温度センサ６０１による計測値が環境温度閾値を超えているとの結果である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、回生電力をグリッドボックス抵抗器１６に送電するものとし、第２指令情報をスイッチ制御部１５５に出力する（Ｓ００６）。これにより、周囲環境温度が凍結しない温度である場合はベッセル内電熱線２２に電力供給しない動作となる。
【００５８】
温度比較結果が、環境温度閾値を超えていないとの結果である場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、判定部１５４ａは、次に、ベッセル内電熱線２２に供給された現時点での回生電力量が、事前に設けられる許容閾値以下であるかを判定する（Ｓ１０２）。この判定は、上限到達時間抽出部６５２により抽出された、周囲環境温度に応じた上限到達時間と、ブレーキ操作が開始されてから現時点までの時間とを比較することで行われる。すなわち判定部１５４ａは、供給時間を供給電力量の指標値として扱うことで、ステップＳ１０２の判定処理を行う。尚、判定部１５４ａは、実際に現時点の供給電力量を実測し、これと事前に規定した許容閾値との比較結果に応じて、ステップＳ１０２の判定処理を行ってもよい。
【００５９】
ベッセル内電熱線２２に供給された現時点での回生電力量が許容閾値以下である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、すなわちブレーキ作動開始から上限到達時間が経過していない場合、判定部１５４ａは、全ての回生電力をベッセル内電熱線２２に供給するものとし、第１指令情報をスイッチ制御部１５５に出力する（Ｓ１０３）。そして、一定時間経過後に再びステップＳ１０２の処理を実行する。ベッセル内電熱線２２に供給された回生電力量が許容閾値を超える場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、すなわちブレーキ作動開始から上限到達時間が経過した場合、判定部１５４ａは、温度上限以下を維持する程度の回生電力をベッセル内電熱線２２に送電し、余剰分の回生電力をグリッドボックス抵抗器１６に送電する制御となるように、第３指令情報を出力する（Ｓ１０４）。第３指令情報は、第１指令情報や第２指令情報とは異なる情報であればよい。スイッチ制御部１５５は、第３指令情報を入力すると、上記動作となるように、スイッチング素子１５およびスイッチング素子２１のオン−オフの切り替えを行う。スイッチ制御部１５５は、スイッチング素子１５のオン期間、スイッチング素子２１のオン期間を按分して割り振り、逐次切り替えて回生電力を配分供給する。すなわちスイッチ制御部１５５は、回生電力を、各スイッチのオン−オフの時間の長短を調整することで配分供給する。
【００６０】
第２実施形態により、ベッセル内電熱線２２を過度に加熱することがなくなり、ベッセル５やベッセル内電熱線２２の熱による損傷を低減させることができる。また、供給電力量が閾値を超えるまでは、回生ブレーキ時に発生する回生電力の全てをベッセル内電熱線２２へ供給するため、ベッセル内電熱線２２の温度を早急に上昇させ、凍結した積荷を短時間で融解することが可能となる。
【００６１】
また、周囲環境温度が凍結しない温度である場合はベッセル内電熱線２２に電力供給しないよう制御することで、ベッセル内電熱線２２の使用機会を低減させることが可能となり、ベッセル５やベッセル内電熱線２２の熱による損傷を低減させることができる。
【００６２】
上記第１実施形態の態様と第２実施形態の態様とを組み合わせたり、一部の処理を差し替えたりしてもよい。例えば第１実施形態の態様において、図４に示すステップＳ００８の動作を、図８に示すＳ１０２〜Ｓ１０４の動作としてもよい。逆に、第２実施形態の態様において、図８に示すＳ１０２〜Ｓ１０４の動作を図４に示すステップＳ００８の動作としてもよい。
【００６３】
上記各実施形態の態様により、回生ブレーキ時に発生する回生電力を、ベッセルの荷重状況に応じてベッセル内電熱線もしくはグリッドボックス抵抗器へ振り分けることができる。この制御により、回生ブレーキ時に発生する回生電力を利用したダンプトラックの荷台加熱において、凍結による積荷の付着を防止することができ、且つ、ベッセル内に埋め込まれたベッセル電熱線の消耗を低減させることができる。
【符号の説明】
【００６４】
５：ベッセル
１０、１０Ｌ、１０Ｒ：走行モータ
１１：エンジン
１５：スイッチング素子
１６：グリッドボックス抵抗器
２１：スイッチング素子
２２：ベッセル内電熱線
４１：計測装置
４２：ブレーキペダルセンサ
５１：コントローラ
１００：ダンプトラック
１５０：記憶部
１５１：ブレーキ操作検出部
１５２：荷重算出部
１５３：荷重比較部
１５４、１５４ａ：判定部
１５５：スイッチ制御部
１６０：替え制御部
２００：電源制御ユニット
３００、４００：荷台加熱機構
６０１：環境温度センサ
６５１：環境温度比較部
６５２：上限到達時間抽出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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