JP7739110B2 - 作業現場の散水システム及び作業現場の散水方法 - Google Patents

Description

本開示は、作業現場の散水システム及び作業現場の散水方法に関する。

特許文献１に開示されているような燃料電池車両が知られている。

特開２０２０－０４３６６２号公報

燃料電池において、水素と酸素との電気化学反応により、主生成物として車両駆動用の電力と副生成物として水が生成される。水素と酸素との電気化学反応により生成された水を活用できる技術が要望される。

本開示は、水素と酸素との反応により生成された水を活用することを目的とする。

本開示に従えば、運搬車両に搭載され、水素と酸素とを反応させて運搬車両の走行装置を駆動するための動力を発生する動力装置と、作業現場の散水位置を記憶する記憶部と、運搬車両に搭載され、動力装置において生成された水を噴射する散水装置と、散水装置が散水位置に散水するように制御指令を出力する散水制御部と、を備える、作業現場の散水システムが提供される。

本開示によれば、水素と酸素との反応により生成された水が作業現場の散水に活用される。

図１は、実施形態に係る運搬車両の作業現場を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る作業現場の管理システムを模式的に示す図である。 図３は、実施形態に係る運搬車両を模式的に示す斜視図である。 図４は、実施形態に係る運搬車両を示す構成図である。 図５は、実施形態に係る散水システムを示す機能ブロック図である。 図６は、実施形態に係る散水エリアを模式的に示す図である。 図７は、実施形態に係る散水システムの制御方法を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る散水システムの駆動方法を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。 図１０は、他の実施形態に係る運搬車両を示す構成図である。 図１１は、他の実施形態に係る運搬車両を示す構成図である。 図１２は、他の実施形態に係る運搬車両を模式的に示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［作業現場］
図１は、実施形態に係る運搬車両２の作業現場１を模式的に示す図である。作業現場１として、鉱山又は採石場が例示される。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。採石場とは、石材を採掘する場所又は事業所をいう。作業現場１において、複数の運搬車両２が稼働する。

運搬車両２は、作業現場１を走行して積荷を運搬するダンプトラックである。運搬車両２に運搬される積荷として、作業現場１において掘削された掘削物が例示される。

運搬車両２は、運転者による運転操作によらずに無人で稼働する無人ダンプトラックでもよいし、運転者による運転操作に基づいて稼働する有人ダンプトラックでもよい。実施形態において、運搬車両２は、有人ダンプトラックであることとする。

実施形態において、作業現場１は、鉱山である。鉱山として、金属を採掘する金属鉱山、石灰石を採掘する非金属鉱山、又は石炭を採掘する石炭鉱山が例示される。

作業現場１に走行エリア４が設定される。走行エリア４とは、運搬車両２が走行可能なエリアをいう。走行エリア４は、積込場５、排土場６、駐機場７、給油場８、走行路９、及び交差点１０を含む。

積込場５とは、運搬車両２に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場５において、積込機１１が稼働する。積込機１１として、油圧ショベルが例示される。

排土場６とは、運搬車両２から積荷が排出される排土作業が実施されるエリアをいう。排土場６に、破砕機１２が設けられる。

駐機場７とは、運搬車両２が駐機されるエリアをいう。

給油場８とは、運搬車両２が給油されるエリアをいう。

走行路９とは、積込場５、排土場６、駐機場７、及び給油場８の少なくとも一つに向かう運搬車両２が走行するエリアをいう。走行路９は、少なくとも積込場５と排土場６とを繋ぐように設けられる。実施形態において、走行路９は、積込場５、排土場６、駐機場７、及び給油場８のそれぞれに繋がる。

交差点１０とは、複数の走行路９が交わるエリア又は１つの走行路９が複数の走行路９に分岐するエリアをいう。

［管理システム］
図２は、実施形態に係る作業現場１の管理システム１３を模式的に示す図である。

管理システム１３は、管理装置１４と、通信システム１５とを備える。管理装置１４は、作業現場１の管制施設１６に設置される。管理装置１４は、コンピュータシステムを含む。運搬車両２は、制御装置３を有する。制御装置３は、コンピュータシステムを含む。通信システム１５は、管理装置１４に接続される無線通信機１５Ａと、制御装置３に接続される無線通信機１５Ｂを含む。管理装置１４と運搬車両２の制御装置３とは、通信システム１５を介して無線通信する。

［運搬車両］
図３は、実施形態に係る運搬車両２を模式的に示す斜視図である。図２及び図３に示すように、運搬車両２は、ベッセル２１と、車体２２と、走行装置２３と、動力装置２４と、貯水タンク２５と、散水スプレー２６と、無線通信機１５Ｂと、制御装置３とを備える。

ベッセル（ダンプボディ）２１は、積荷が積載される部材である。ベッセル２１の少なくとも一部は、車体２２よりも上方に配置される。ベッセル２１は、ダンプ動作及び下げ動作する。ダンプ動作及び下げ動作により、ベッセル２１は、ダンプ姿勢及び積載姿勢に調整される。ダンプ姿勢とは、ベッセル２１が上昇している姿勢をいう。積載姿勢とは、ベッセル２１が下降している姿勢をいう。

ダンプ動作とは、ベッセル２１を車体２２から離隔させてダンプ方向に傾斜させる動作をいう。ダンプ方向は、車体２２の後方である。実施形態において、ダンプ動作は、ベッセル２１の前端部を上昇させて、ベッセル２１を後方に傾斜させることを含む。ダンプ動作により、ベッセル２１の積載面は、後方に向かって下方に傾斜する。

下げ動作とは、ベッセル２１を車体２２に接近させる動作をいう。実施形態において、下げ動作は、ベッセル２１の前端部を下降させることを含む。

排土作業を実施する場合、ベッセル２１は、積載姿勢からダンプ姿勢に変化するように、ダンプ動作する。ベッセル２１に積荷が積載されている場合、積荷は、ダンプ動作により、ベッセル２１の後端部から後方に排出される。積込作業が実施される場合、ベッセル２１は、積載姿勢に調整される。

車体２２は、車体フレームを含む。車体２２は、ベッセル２１を支持する。車体２２は、走行装置２３に支持される。動力装置２４、貯水タンク２５、散水スプレー２６、無線通信機１５Ｂ、及び制御装置３のそれぞれは、車体２２に搭載される。

走行装置２３は、車体２２を支持する。走行装置２３は、運搬車両２を走行させる。走行装置２３は、運搬車両２を前進又は後進させる。走行装置２３の少なくとも一部は、車体２２よりも下方に配置される。走行装置２３は、車輪２７と、タイヤ２８とを有する。

タイヤ２８は、車輪２７に装着される。車輪２７は、前輪２７Ｆと、後輪２７Ｒとを含む。タイヤ２８は、前輪２７Ｆに装着される前タイヤ２８Ｆと、後輪２７Ｒに装着される後タイヤ２８Ｒとを含む。前輪２７Ｆは、操舵輪である。後輪２７Ｒは、駆動輪である。

動力装置２４は、水素と酸素とを反応させて走行装置２３を駆動するための動力を発生する。走行装置２３を駆動することは、駆動輪である後輪２７Ｒを回転させることを含む。

実施形態において、動力装置２４は、水素と酸素とを電気化学反応させて電力を発生する燃料電池２９と、燃料電池２９において生成された水蒸気を凝縮する復水器３０と、燃料電池２９が発生した電力に基づいて走行装置２３を駆動するための動力を発生する走行駆動モータ３１とを有する。車体２２の前部に外気導入口３２が設けられる。動力装置２４の燃料電池２９は、外気導入口３２から導入された空気に含まれる酸素により電力を発生する。

貯水タンク２５は、動力装置２４において生成された水を貯める。燃料電池２９において、水素と酸素とが電気化学反応することにより、水蒸気が生成され、復水器３０において、燃料電池２９において生成された水蒸気が凝縮されて水が生成される。復水器３０において生成された水が貯水タンク２５に貯められる。

散水スプレー２６は、貯水タンク２５に貯められた水を噴射して、車体２２の周囲の少なくとも一部に散水する散水装置である。散水スプレー２６は、車体２２の前部に配置される。散水スプレー２６は、車体２２の進行方向の前方に散水する。

実施形態において、散水スプレー２６は、少なくとも３つ設けられる。３つの散水スプレー２６は、車体２２の車幅方向に間隔をあけて配置される散水スプレー２６Ｃと散水スプレー２６Ｌと散水スプレー２６Ｒとを含む。散水スプレー２６Ｃは、車体２２の車幅方向の中央部に配置される。散水スプレー２６Ｌは、散水スプレー２６Ｃよりも左側に配置される。散水スプレー２６Ｒは、散水スプレー２６Ｃよりも右側に配置される。なお、散水スプレー２６の個数は、本実施形態の３つに限定されない。散水スプレー２６は、１つまたは２つでもよく、４つ以上でもよい。また、散水スプレー２６を配置する位置も特に限定されず、車体２２の種々の位置に設置することができる。

車体２２の車幅方向において、散水スプレー２６Ｃと外気導入口３２の少なくとも一部の位置とは同じである。散水スプレー２６Ｃは、外気導入口３２の前方に散水する。

車体２２の車幅方向において、散水スプレー２６Ｌと左側の前輪２７Ｆの少なくとも一部の位置とは同じである。散水スプレー２６Ｌは、左側の前輪２７Ｆの前方に散水する。

車体２２の車幅方向において、散水スプレー２６Ｒと右側の前輪２７Ｆの少なくとも一部の位置とは同じである。散水スプレー２６Ｒは、右側の前輪２７Ｆの前方に散水する。

散水スプレー２６は、運搬車両２の前進において、走行装置２３の前方に散水する。散水スプレー２６Ｌは、左側の前輪２７Ｆの前方に散水し、散水スプレー２６Ｒは、右側の前輪２７Ｆの前方に散水する。これにより、走行装置２３の前方の路面が濡れるので、運搬車両２が走行した場合、粉塵又は砂埃が拡散することが抑制される。

また、燃料電池２９は、水素と酸素とがイオン伝導する電解質膜を有する。電解質膜には適度な湿度が必要と言われている。散水スプレー２６Ｃは、外気導入口３２の前方に散水する。これにより、高湿度の空気が外気導入口３２から燃料電池２９に供給される。また、燃料電池２９において加湿器を簡略又は省略できる。

図４は、実施形態に係る運搬車両２を示す構成図である。運搬車両２は、モニタ５４と、入力部５５と、アクセルブレーキペダル５６と、シフトレバー５７と、リフトレバー５８と、エネルギー供給系１７と、車両駆動系１８と、散水系１９と、制御装置３とを備える。

モニタ５４、入力部５５、アクセルブレーキペダル５６、シフトレバー５７、及びリフトレバー５８のそれぞれは、運搬車両２の運転室に配置される。モニタ５４は、表示データを表示する。入力部５５は、運転者に操作されることにより入力信号を生成する。アクセルブレーキペダル５６が運転者に操作されることにより、走行装置２３が加速又は減速する。シフトレバー５７が運転者に操作されることにより、走行装置２３の速度段が変更されたり、走行装置２３の前進と後進とが切り換えられたりする。リフトレバー５８が運転者に操作されることにより、ベッセル２１がダンプ動作又は下げ動作する。

エネルギー供給系１７は、水素タンク３３と、水素供給装置３４と、燃料電池２９と、バッテリ３５と、電圧変換装置３６と、復水器３０とを有する。水素供給装置３４は、水素タンク３３の水素を燃料電池２９に供給する。燃料電池２９には、外気導入口３２から空気が供給される。燃料電池２９は、水素と酸素とを電気化学反応させて電力を発生する。バッテリ３５は、燃料電池２９において発生した電力を蓄える。電圧変換装置３６は、燃料電池２９又はバッテリ３５の電圧を昇圧する。復水器３０は、燃料電池２９において生成された水蒸気を凝縮して水を生成する。

車両駆動系１８は、インバータ３７と、ポンプ駆動モータ３８と、油圧ポンプ３９と、制御弁４０と、ホイストシリンダ４１と、インバータ４２と、走行駆動モータ３１と、減速機構４３と、車輪２７とを有する。インバータ３７は、電圧変換装置３６からの直流電流を三相交流電流に変換してポンプ駆動モータ３８に供給する。ポンプ駆動モータ３８は、油圧ポンプ３９を駆動する。油圧ポンプ３９から吐出された作動油は、制御弁４０を介してホイストシリンダ４１に供給される。作動油がホイストシリンダ４１に供給されることにより、ホイストシリンダ４１が作動する。ホイストシリンダ４１は、ベッセル２１をダンプ動作又は下げ動作させる。インバータ４２は、電圧変換装置３６からの直流電流を三相交流電流に変換して走行駆動モータ３１に供給する。走行駆動モータ３１が発生した回転力は、減速機構４３を介して車輪２７に伝達される。車輪２７が回転することにより、走行装置２３が走行する。

散水系１９は、貯水タンク２５と、散水スプレー２６と、貯水タンク２５に貯められた水を散水スプレー２６に供給する散水ポンプ４４と、貯水タンク２５と散水ポンプ４４とを接続する管４５と、散水ポンプ４４と散水スプレー２６とを接続する管４６とを備える。復水器３０において生成された水は、貯水タンク２５に貯められる。散水ポンプ４４が駆動することにより、貯水タンク２５に貯められている水が、管４５、散水ポンプ４４、及び管４６を介して散水スプレー２６に供給される。散水スプレー２６は、貯水タンク２５から供給された水を噴射する。

制御装置３は、エネルギー制御部４７と、車両稼働制御部４８と、散水制御部４９と、自己車両情報記憶部５０と、地形情報記憶部５１と、管制他車両情報記憶部５２と、モニタ制御部５３とを有する。エネルギー制御部４７は、エネルギー供給系１７を制御する。車両稼働制御部４８は、車両駆動系１８を制御する。散水制御部４９は、散水系１９を制御する。実施形態において、入力部５５が運転者に操作されると、入力部５５は、入力信号として散水指令信号を生成する。マニュアルモードにおいて、散水制御部４９は、入力部５５からの散水指令信号に基づいて、散水スプレー２６から水が噴射されるように、制御指令を出力する。自己車両情報記憶部５０は、自己車両情報記憶部５０が搭載されている自己の運搬車両２（自己車両）に係る情報を記憶する。地形情報記憶部５１は、作業現場の地形情報を記憶する。作業現場の地形情報は、例えば走行路９の路面の傾斜角（勾配）を含む。管制他車両情報記憶部５２は、管理装置１４から送信された情報を記憶する。また、管制他車両情報記憶部５２は、他の運搬車両２（他車両）から送信された情報を記憶する。モニタ制御部５３は、モニタ５４を制御する。

［散水システム］
図５は、実施形態に係る散水システム５９を示す機能ブロック図である。散水システム５９は、管理装置１４と、エネルギー制御部４７と、車両稼働制御部４８と、散水制御部４９と、自己車両情報記憶部５０と、地形情報記憶部５１と、管制他車両情報記憶部５２と、モニタ制御部５３と、散水判断用センサ６０とを有する。

散水判断用センサ６０は、位置センサ６１と、水量センサ６２と、ダストセンサ６３と、傾斜角センサ６４と、スリップセンサ６５と、天候センサ６６と、温度センサ６７と、湿度センサ６８とを含む。散水判断用センサ６０の検出信号（散水判断用検出信号）は、自己車両情報記憶部５０に記憶される。散水判断用センサ６０の検出信号（散水判断用検出信号）は、散水スプレー２６からの散水の要否の判断及び散水スプレー２６からの散水量の制御に使用される。なお、散水判断用センサ６０は、位置センサ６１と、水量センサ６２と、ダストセンサ６３と、傾斜角センサ６４と、スリップセンサ６５と、天候センサ６６と、温度センサ６７と、湿度センサ６８と、の全てを備えている必要はなく、散水システム５９で実行する制御に必要なセンサを備えていればよい。

位置センサ６１は、位置センサ６１が搭載されている運搬車両２の位置を検出する。実施形態において、位置センサ６１は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して運搬車両２の位置を検出する。位置センサ６１は、ＧＮＳＳ受信機を含む。

水量センサ６２は、貯水タンク２５の水量を検出する。水量センサ６２として、水位センサ又は重量センサが例示される。

ダストセンサ６３は、作業現場１のダストを検出する。作業現場１のダストは、砂塵を含む。ダストセンサ６３として、レーザセンサ（ＬＩＤＡＲ：Light Detection and Ranging）又はレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）が例示される。なお、ダストセンサ６３は、カメラを含んでもよい。

傾斜角センサ６４は、作業現場１の路面の傾斜角を検出する。傾斜角センサ６４は、運搬車両２の傾斜角を検出することによって、作業現場１の路面の傾斜角を検出する。傾斜角センサ６４として、加速度センサ、ジャイロセンサ、又は慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）が例示される。

スリップセンサ６５は、走行装置２３の駆動輪である後輪２７Ｒに装着された後タイヤ２８Ｒのスリップ量を検出する。スリップセンサ６５として、エンコーダ又はレゾルバが例示される。なお、スリップセンサ６５が車両駆動系１８に配置され、車両稼働制御部４８の演算処理によりスリップ量が算出されてもよい。

天候センサ６６は、作業現場１の天候を検出する。天候センサ６６として、雨量計が例示される。

温度センサ６７は、作業現場１の温度を検出する。実施形態において、温度センサ６７は、作業現場１の路面の温度を検出する。なお、温度センサ６７がエネルギー供給系１７に配置され、エネルギー制御部４７の演算処理により作業現場１の温度が算出されてもよい。

湿度センサ６８は、作業現場１の湿度を検出する。なお、湿度センサ６８がエネルギー供給系１７に配置され、エネルギー制御部４７の演算処理により作業現場１の温度が算出されてもよい。

散水制御部４９は、散水スプレー２６が作業現場１に設定された散水エリアに散水するように、散水系１９に制御指令を出力する。散水エリアは、作業現場１の全体エリアを、正方形状ないし、長方形状ないし、円状ないし、正六角形状に細分化した区画エリアである。本実施形態では、散水エリアとしたが、範囲の情報を含まなくてもよい。つまり、散水エリアは、散水する対象の位置の情報を含む散水位置としてもよい。散水エリアに係る情報は、管理装置１４から管制他車両情報記憶部５２に送信される。管制他車両情報記憶部５２は、管理装置１４から送信された作業現場１の散水エリアに係る情報を記憶する。

散水制御部４９は、位置センサ６１の検出信号と管制他車両情報記憶部５２に記憶されている散水エリアの位置とに基づいて、散水スプレー２６が散水エリアに散水するように制御指令を出力する。

図６は、実施形態に係る散水エリアを模式的に示す図である。複数の散水エリアのそれぞれについて散水許容レベルが設定される。［散水許容レベル１］の散水エリアは、散水が常時許可される散水エリアである。［散水許容レベル１］の散水エリアとして、排水溝がある場所又は駐機場７が例示される。［散水許容レベル２］の散水エリアは、許容散水量が設定される散水エリアである。［散水許容レベル２］の散水エリアとして、所定の傾斜角以下の路面、通常の走行路９の路面、及びダスト（砂塵）の発生を抑制したい場所が例示される。実施形態においては、［散水許容レベル２］の散水エリアにおいて作業現場１の管理運用方針に合わせたエリア別の許容散水量が設定される。許容散水量は、例えば作業現場１に存在する燃料電池を搭載した運搬車両２の台数及び稼働率、季節や気候情報等を元に計画される。［散水許容レベル３］の散水エリアは、散水が許容されない散水エリアである。［散水許容レベル３］の散水エリアとして、急な傾斜角の路面、水分を含むと泥化する路面、鉄板敷設等によりスリップし易い路面、積込場５、排土場６、散水による自然環境への影響が厳しく制限されている場所が例示される。散水許容レベルは、作業現場１の状況に合わせて予め設定される。散水制御部４９は、散水許容レベルに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御する。

以下の説明において、複数の散水エリアのそれぞれについて設定された散水許容レベルを適宜、散水量許容レベルマップ、と称する。

実施形態において、散水制御部４９は、散水量許容レベルマップのみならず、既に散水された散水エリア及び散水量を示す散水実績情報と、散水判断用センサ６０の検出信号とに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御する。

管理装置１４から管制他車両情報記憶部５２に散水量許容レベルマップが送信される。管制他車両情報記憶部５２には、管理装置１４から送信された散水量許容レベルマップのみならず、他の運搬車両２が既に散水した散水エリア及び散水量を示す散水実績情報が記憶される。散水実績情報は、他の運搬車両２から自己の運搬車両２に送信されてもよいし、管理装置１４を介して他の運搬車両２から自己の運搬車両２に送信されてもよい。

図５に示すように、散水制御部４９は、情報統合部７１と、寄与度適用部７２と、散水量許容レベルマップ修正部７３と、散水許可信号生成部７４と、散水装置駆動指令部７５とを有する。

情報統合部７１は、地形情報記憶部５１に記憶されている作業現場１の地形情報と、管制他車両情報記憶部５２に記憶されている散水量許容レベルマップと、管制他車両情報記憶部５２に記憶されている他の運搬車両２の散水実績情報と、自己車両情報記憶部５０に記憶されている散水判断用センサ６０の検出信号を用いて、事前設定された演算規則を元に要求散水量を算出し、比較判断できる情報に統合する。演算規則の例としては、地形情報記憶部５１に記憶されている作業現場１の地形情報又は傾斜角センサ６４の検出信号に基づいて、路面の傾斜角が大きいと判断した場合、散水量を少なくし、路面の傾斜角が小さいと判断した場合、散水量を多くする。また、管制他車両情報記憶部５２に記憶されている他の運搬車両２の散水実績情報に基づいて、他の運搬車両２が既に多量の散水を実施していると判断した場合、散水量を少なくし、他の運搬車両２が散水を実施していないと判断した場合、散水量を多くする。また、水量センサ６２の検出信号に基づいて、貯水タンク２５の水量が少ないと判断した場合、散水量を少なくし、貯水タンク２５の水量が多いと判断した場合、散水量を多くする。また、ダストセンサ６３の検出信号に基づいて、作業現場１のダストが少ないと判断した場合、散水量を少なくし、作業現場１のダストが多いと判断した場合、散水量を多くする。また、スリップセンサ６５の検出信号に基づいて、後タイヤ２８Ｒのスリップ量が大きいと判断した場合、散水量を少なくし、後タイヤ２８Ｒのスリップ量が小さいと判断した場合、散水量を多くする。また、天候センサ６６の検出信号に基づいて、雨天であると判断した場合、散水量を少なくし、晴天であると判断した場合、散水量を多くする。また、温度センサ６７の検出信号に基づいて、路面の温度が低いと判断した場合、散水量を少なくし、路面の温度が高いと判断した場合、散水量を多くする。また、湿度センサ６８の検出信号に基づいて、湿度が高いと判断した場合、散水量を少なくし、湿度が低いと判断した場合、散水量を多くする。

寄与度適用部７２は、情報統合部７１により統合された要求散水量に、散水スプレー２６からの散水の要否及び散水スプレー２６からの散水量に係る寄与度を適用する。寄与度の例として、作業現場１の安全に関係する情報、例えば傾斜角センサ６４の検出信号やスリップセンサ６５に基づく要求散水量の寄与度は高く設定される。また、管制他車両情報記憶部５２に記憶されている他の運搬車両２の散水実績情報のデータ取得タイミングからの経過時間が長い場合、寄与度は低く、経過時間が短い場合、寄与度は高く設定される。寄与度が低い場合、情報統合部７１で算出される要求散水量に対しての許容散水量の相関を弱くする。寄与度が高い場合、情報統合部７１で算出される要求散水量に対しての許容散水量の相関を強くする。

散水量許容レベルマップ修正部７３は、寄与度適用部７２により適用された寄与度に基づいて、散水量許容レベルマップを修正する。例えば、散水量許容レベルマップ修正部７３は、多量の散水が必要な［散水許容レベル２］の散水エリアの許容散水量を増加させたり、散水が不要な［散水許容レベル２］の散水エリアの許容散水量を減少又はゼロにさせたりする。

散水許可信号生成部７４は、地形情報記憶部５１の地形情報と、位置センサ６１と、車両稼働制御部４８の車速情報から車両通過予測位置を推定し、修正後の散水量許容レベルマップや、管制他車両情報記憶部５２からの散水量許容レベルマップに基づいて、散水装置駆動指令部７５への散水許可信号を生成する。

修正後の散水量許容レベルマップ及び累積散水量は、自己車両情報記憶部５０に記憶される。モニタ制御部５３は、修正後の散水量許容レベルマップをモニタ５４に表示させる。自己車両情報記憶部５０は、修正後の散水量許容レベルマップ及び累積散水量を管理装置１４に送信する。

［散水システムの制御方法］
図７は、実施形態に係る散水システム５９の制御方法を示すフローチャートである。散水許可信号生成部７４は、地形情報記憶部５１の情報と、位置センサ６１と、運搬車両２の車速情報から、散水される位置である車両通過予測位置を算出する（ステップＳＡ１）。

車両通過予測位置によって、散水量許容レベルマップ上の参照位置を決定する。走行により運搬車両２の位置と散水された水が撒かれる位置に差異が生じる可能性がある。地形情報記憶部５１の情報と、位置センサ６１と、運搬車両２の車速情報とから、散水される位置を精度よく算出することができる。なお、地形情報記憶部５１の情報と、位置センサ６１から、車両通過予測位置を算出してもよい。

管制他車両情報記憶部５２は、管理装置１４から散水量許容レベルマップを受信する（ステップＳＡ２）。散水許可信号生成部７４は、散水量許容レベルマップ修正部７３からの修正後の散水量許容レベルマップおよび管制他車両情報記憶部５２からの散水量許容レベルマップを受信する。

散水許可信号生成部７４は、散水量許容レベルマップ修正部７３からの修正後の散水量許容レベルマップや、管制他車両情報記憶部５２からの散水量許容レベルマップを用いて車両通過予測位置が［散水許容レベル１］の散水エリアに存在するか否かを判定する（ステップＳＡ３）。

ステップＳＡ３において、車両通過予測位置が［散水許容レベル１］の散水エリアに存在すると判定した場合（ステップＳＡ３：Ｙｅｓ）、散水許可信号生成部７４は、水量センサ６２に検出信号に基づいて、貯水タンク２５に貯められている水の量を示す貯水タンク容量を算出する（ステップＳＡ４）。

散水許可信号生成部７４は、貯水タンク容量が閾値以上か否かを判定する（ステップＳＡ５）。

ステップＳＡ５において、貯水タンク容量が閾値以上であると判定した場合（ステップＳＡ５：Ｙｅｓ）、散水許可信号生成部７４は、散水許可信号を発信する。また、モニタ制御部５３は、散水が許可されたことを示す表示データをモニタ５４に表示させる（ステップＳＡ６）。

散水許可信号生成部７４は、累積散水量を算出する（ステップＳＡ７）。

散水許可信号生成部７４は、自己車両情報記憶部５０からの情報、車両稼働制御部４８からの車速の情報に基づいて、現在の車両位置を算出する（ステップＳＡ８）。

散水許可信号生成部７４は、地形情報記憶部５１の地形情報と、位置センサ６１より散水エリアの変更の有無を確認する（ステップＳＡ９）。

ステップＳＡ９において、散水エリアの変更が無いと判定した場合（ステップＳＡ９：Ｙｅｓ）、ステップＳＡ４の処理に戻る。

ステップＳＡ３において、車両通過予測位置が［散水許容レベル１］の散水エリアに存在しないと判定した場合（ステップＳＡ３：Ｎｏ）、散水許可信号生成部７４は、車両通過予測位置が［散水許容レベル２］の散水エリアに存在するか否かを判定する（ステップＳＡ１０）。

ステップＳＡ１０において、車両通過予測位置が［散水許容レベル２］の散水エリアに存在すると判定した場合（ステップＳＡ１０：Ｙｅｓ）、散水許可信号生成部７４は、水量センサ６２に検出信号に基づいて、貯水タンク容量を算出する。貯水タンク容量の初期値は累積散水量の算出のためにラッチされる（ステップＳＡ１１）。

散水許可信号生成部７４は、貯水タンク容量が閾値以上か否かを判定する（ステップＳＡ１２）。

ステップＳＡ１２において、貯水タンク容量が閾値以上であると判定した場合（ステップＳＡ１２：Ｙｅｓ）、散水許可信号生成部７４は、累積散水量が許容散水量以下か否かを判定する（ステップＳＡ１３）。

ステップＳＡ１３において、累積散水量が許容散水量以下であると判定した場合（ステップＳＡ１３：Ｙｅｓ）、散水許可信号生成部７４は、散水許可信号を発信する。また、モニタ制御部５３は、散水が許可されたことを示す表示データをモニタ５４に表示させる（ステップＳＡ１４）。

散水許可信号生成部７４は、累積散水量を算出する（ステップＳＡ１５）。

散水許可信号生成部７４は、自己車両情報記憶部５０からの情報、車両稼働制御部４８からの車速の情報に基づいて、現在の車両位置を算出する（ステップＳＡ１６）。

散水許可信号生成部７４は、地形情報記憶部５１の地形情報と、位置センサ６１より散水エリアの変更の有無を確認する（ステップＳＡ１７）。

ステップＳＡ１７において、散水エリアの変更が無いと判定した場合（ステップＳＡ１７：Ｙｅｓ）、ステップＳＡ１１の処理に戻る。

ステップＳＡ５において、貯水タンク容量が閾値以上でないと判定した場合（ステップＳＡ５：Ｎｏ）、ステップＳＡ１０において、車両通過予測位置が［散水許容レベル２］の散水エリアに存在しないと判定した場合（ステップＳＡ１０：Ｎｏ）、ステップＳＡ１２において、貯水タンク容量が閾値以上でないと判定した場合（ステップＳＡ１２：Ｎｏ）、及びステップＳＡ１３において、累積散水量が許容散水量以下でないと判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、散水許可信号生成部７４は、散水許可信号を停止する。また、モニタ制御部５３は、散水が許可されないことを示す表示データをモニタ５４に表示させる（ステップＳＡ１８）。

散水許可信号生成部７４は、散水エリアの累積散水量を、自己車両情報記憶部５０に送信する（ステップＳＡ１９）。

［散水システムの駆動方法］
図８は、実施形態に係る実施形態に係る散水システム５９の駆動方法を示すフローチャートである。散水装置駆動指令部７５は、散水許可信号生成部７４が散水許可信号を送信しているか否かを判定する（ステップＳＢ１）。

ステップＳＢ１において、散水許可信号を送信していると判定した場合（ステップＳＢ１：Ｙｅｓ）、散水装置駆動指令部７５は、散水指令モードがオートか否かを判定する（ステップＳＢ２）。

ステップＳＢ２において、散水指令モードがオートでないと判定した場合（ステップＳＢ２：Ｎｏ）、散水装置駆動指令部７５は、入力部５５の散水指令スイッチがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳＢ３）。

ステップＳＢ２において、散水指令モードがオートであると判定した場合（ステップＳＢ２：Ｙｅｓ）、又はステップＳＢ３において散水指令スイッチがＯＮであると判定した場合（ステップＳＢ３：Ｙｅｓ）、散水装置駆動指令部７５は、散水スプレー２６の弁の開閉調整を実施する（ステップＳＢ４）。

また、散水装置駆動指令部７５は、散水ポンプ４４を駆動し、また散水ポンプ４４の容量を調整する（ステップＳＢ５）、ステップＳＢ１の処理に戻る。

ステップＳＢ１において、散水許可信号を送信していないと判定した場合（ステップＳＢ１：Ｎｏ）、又はステップＳＢ３において散水指令スイッチがＯＮでないと判定した場合（ステップＳＢ３：Ｎｏ）、散水装置駆動指令部７５は、散水ポンプ４４を停止する（ステップＳＢ６）。

また、散水装置駆動指令部７５は、散水スプレー２６の弁を閉じる（ステップＳＢ７）。

散水スプレー２６は、散水装置駆動指令部７５の制御に基づいて、散水エリアに散水する。

なお、散水スプレー２６は、散水許可信号生成部７４からの散水許可信号に基づいて、オートモードで散水してもよい。散水スプレー２６は、散水許可信号生成部７４からの散水許可信号と入力部５５からの入力信号に基づいて、マニュアルモードで散水してもよい。

［コンピュータシステム］
図９は、実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述の管理装置１４及び制御装置３のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の管理装置１４及び制御装置３のそれぞれの機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、コンピュータプログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、水素と酸素とを電気化学反応させて運搬車両２の走行装置２３を駆動するための動力を発生することと、作業現場１の散水位置を設定することと、散水位置に散水されるように、水素と酸素との電気化学反応において生成された水を散水スプレー２６から噴射することと、を実行することができる。

また、コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、運搬車両２の位置を検出することと、運搬車両２の位置と散水位置とに基づいて、水を散水スプレー２６から噴射することと、を実行することができる。

また、コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、複数の散水位置のそれぞれについて散水量の許容レベルを設定することと、許容レベルに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御することと、を実行することができる。

また、コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、既に散水された散水位置及び散水量の少なくとも一方を示す散水実績情報と、散水判断用センサ６０の検出信号とに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御すること、を実行することができる。

また、コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、運搬車両２に搭載されるモニタ５４に、散水位置を表示すること、を実行することができる。

また、コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、運搬車両２に搭載される入力部５５からの入力信号に基づいて水を散水スプレー２６から噴射すること、を実行することができる。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、作業現場１の散水システム５９は、運搬車両２に搭載され、水素と酸素とを反応させて運搬車両２の走行装置２３を駆動するための動力を発生する動力装置２４と、作業現場１の散水位置を記憶する管制他車両情報記憶部５２と、運搬車両２に搭載され、動力装置２４において生成された水を噴射する散水スプレー２６と、散水スプレー２６が散水位置に散水するように制御指令を出力する散水制御部４９と、を備える。

これにより、水素と酸素との電気化学反応により生成された水が作業現場１の散水に活用される。また、予め定められた作業現場１の散水位置に散水することにより、作業現場１において粉塵又は砂埃が拡散することが抑制される。

運搬車両２の位置が位置センサ６１により検出される。散水制御部４９は、位置センサ６１の検出信号と管制他車両情報記憶部５２に記憶されている散水位置とに基づいて、散水位置に散水されるように制御指令を出力することができる。

複数の散水位置のそれぞれについて散水許容レベルが設定される。散水制御部４９は、散水許容レベルに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御する。これにより、多量の散水が必要な散水位置に多量に散水することができ、多量の散水が不都合な散水位置に適量に散水することができる。

散水制御部４９は、他の運搬車両２により既に散水された散水位置及び散水量を示す散水実績情報と、散水判断用センサ６０の検出信号とに基づいて、散水スプレー２６からの散水量を制御する。これにより、例えば、他の運搬車両２により既に散水された散水位置に過度に散水することが抑制される。また、散水判断用センサ６０の検出信号に基づいて、適切な散水量で散水できる。

運搬車両２に搭載されるモニタ５４に散水位置が表示される。実施形態において、散水量許容レベルマップがモニタ５４に表示される。これにより、運搬車両２の運転者は、どの散水位置にどれくらいの散水量で散水すればよいのかを確認することができる。

運搬車両２に搭載される入力部５５が操作されることにより、入力信号として散水指令信号が生成される。マニュアルモードの場合、散水制御部４９は、入力部５５からの入力信号に基づいて制御指令を出力することができる。

［その他の実施形態］
図１０は、他の実施形態に係る運搬車両２を示す構成図である。上述の実施形態においては、運搬車両２の動力装置２４が燃料電池２９を含むこととした。図１０に示すように、運搬車両２の動力装置２４（エネルギー供給系１７Ｂ）が水素エンジン８１を含んでもよい。水素エンジン８１は、水素と酸素とを燃焼反応させて動力を発生する。

水素エンジン８１は、シリンダブロックと、ピストンとを有する。シリンダブロックとピストンとにより規定される燃焼室に水素と酸素を含む空気とが供給される。水素は、水素タンク３３に収容され、水素供給装置３４により水素エンジン８１に供給される。空気は、外気導入口３２から水素エンジン８１に供給される。

水素エンジン８１において生成された水蒸気は、復水器３０により凝縮される。復水器３０において生成された水が貯水タンク２５に貯められる。

図１０に示すエネルギー供給系１７Ｂは、水素エンジン８１が発生した動力に基づいて電力を発生する発電機８３を有する。発電機８３は、界磁調整装置８２に接続される。発電機８３が発生した電力は、整流器８４を介して車両駆動系１８Ｂに供給される。上述の実施形態と同様、車両駆動系１８Ｂは、インバータ４２と、走行駆動モータ３１と、減速機構４３と、車輪２７とを有する。走行駆動モータ３１は、発電機８３が発生した電力に基づいて動力を発生する。

図１１は、他の実施形態に係る運搬車両２を示す構成図である。図１０に示した例と同様、エネルギー供給系１７Ｃは、水素エンジン８１を含む。車両駆動系１８Ｃは、動力分配機構８５と、動力伝達機構８６とを有する。動力分配機構８５は、水素エンジン８１に接続される。水素エンジン８１が発生した動力は、油圧ポンプ３９と動力伝達機構８６とに分配される。動力伝達機構８６に分配された動力は、減速機構４３を介して車輪２７に伝達される。図１１に示すように、エネルギー供給系１７Ｃは、発電機を有しなくてもよい。

図１２は、他の実施形態に係る運搬車両２を模式的に示す図である。図１２に示すように、散水スプレー２６は、車体２２の後部に設けられてもよい。動力装置２４及び貯水タンク２５が車体２２の前部に配置されている場合、貯水タンク２５とは異なる位置に散水タンク８７が配置されてもよい。散水タンク８７は、車体２２において貯水タンク２５よりも後方に配置される。

図１２に示す例において、運搬車両２は、貯水タンク２５に貯められた水を散水タンク８７に供給する第１散水ポンプ８８と、散水タンク８７に貯められた水を散水スプレー２６に供給する第２散水ポンプ８９とを備える。貯水タンク２５と第１散水ポンプ８８とは、管９０Ａを介して接続される。第１散水ポンプ８８と散水タンク８７とは、管９０Ｂを介して接続される。散水タンク８７と第２散水ポンプ８９とは、管９１Ａを介して接続される。第２散水ポンプ８９と散水スプレー２６とは、管９１Ｂを介して接続される。散水スプレー２６は、貯水タンク２５から散水タンク８７に供給された水を散水する。

また、散水タンク８７に受水口８７Ａが接続されてもよい。受水口８７Ａには、車体２２の外部から水が供給される。散水タンク８７の水量が少ない場合、受水口８７Ａを介して散水タンク８７に水が補充されてもよい。同様に、車体２２の外部から水が供給される受水口２５Ａが貯水タンク２５に接続されてもよい。

また、車体２２の車幅方向において、散水スプレー２６Ｌと駆動輪である後輪２７Ｒの少なくとも一部の位置とは同じである。散水スプレー２６Ｌは、左側の後輪２７Ｒの前方に散水してもよい。また、車体２２の車幅方向において、散水スプレー２６Ｒと駆動輪である後輪２７Ｒの少なくとも一部の位置とは同じである。散水スプレー２６Ｌは、右側の後輪２７Ｒの前方に散水してもよい。

また、散水スプレー２６は、車体２２の転回時に、操舵入力装置または走行装置２３の左右輪回転数情報を元に、散水スプレー２６の散水方向と運搬車両２の前方方向の成す角度を適時変更するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、散水装置は、散水スプレー２６であることとした。他の実施形態においては、散水装置は、散水機能を備える他の装置でもよい。

１…作業現場、２…運搬車両、３…制御装置、４…走行エリア、５…積込場、６…排土場、７…駐機場、８…給油場、９…走行路、１０…交差点、１１…積込機、１２…破砕機、１３…管理システム、１４…管理装置、１５…通信システム、１５Ａ…無線通信機、１５Ｂ…無線通信機、１６…管制施設、１７…エネルギー供給系、１７Ｂ…エネルギー供給系、１７Ｃ…エネルギー供給系、１８…車両駆動系、１８Ｂ…車両駆動系、１８Ｃ…車両駆動系、１９…散水系、２１…ベッセル、２２…車体、２３…走行装置、２４…動力装置、２５…貯水タンク、２５Ａ…受水口、２６…散水スプレー、２６Ｃ…散水スプレー、２６Ｌ…散水スプレー、２６Ｒ…散水スプレー、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…タイヤ、２８Ｆ…前タイヤ、２８Ｒ…後タイヤ、２９…燃料電池、３０…復水器、３１…走行駆動モータ、３２…外気導入口、３３…水素タンク、３４…水素供給装置、３５…バッテリ、３６…電圧変換装置、３７…インバータ、３８…ポンプ駆動モータ、３９…油圧ポンプ、４０…制御弁、４１…ホイストシリンダ、４２…インバータ、４３…減速機構、４４…散水ポンプ、４５…管、４６…管、４７…エネルギー制御部、４８…車両稼働制御部、４９…散水制御部、５０…自己車両情報記憶部、５１…地形情報記憶部、５２…管制他車両情報記憶部、５３…モニタ制御部、５４…モニタ、５５…入力部、５６…アクセルブレーキペダル、５７…シフトレバー、５８…リフトレバー、５９…散水システム、６０…散水判断用センサ、６１…位置センサ、６２…水量センサ、６３…ダストセンサ、６４…傾斜角センサ、６５…スリップセンサ、６６…天候センサ、６７…温度センサ、６８…湿度センサ、７１…情報統合部、７２…寄与度適用部、７３…散水量許容レベルマップ修正部、７４…散水許可信号生成部、７５…散水装置駆動指令部、８１…水素エンジン、８２…界磁調整装置、８３…発電機、８４…整流器、８５…動力分配機構、８６…動力伝達機構、８７…散水タンク、８７Ａ…受水口、８８…第１散水ポンプ、８９…第２散水ポンプ、９０Ａ…管、９０Ｂ…管、９１Ａ…管、９１Ｂ…管、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース。

Claims (17)

1. 運搬車両に搭載され、水素と酸素とを反応させて前記運搬車両の走行装置を駆動するための動力を発生する動力装置と、
   作業現場の散水位置を記憶する記憶部と、
   前記運搬車両に搭載され、前記動力装置において生成された水を噴射する散水装置と、
   前記散水装置が前記散水位置に散水するように制御指令を出力する散水制御部と、を備え、
   複数の散水位置のそれぞれについて許容散水量が設定され、
   前記散水制御部は、前記許容散水量に基づいて、前記散水装置からの散水量を制御する、
   作業現場の散水システム。
2. 前記運搬車両の位置を検出する位置センサを備え、
   前記散水制御部は、前記位置センサの検出信号と前記記憶部に記憶されている散水位置とに基づいて、前記制御指令を出力する、
   請求項１に記載の作業現場の散水システム。
3. 前記散水制御部は、既に散水された散水位置及び散水量を示す散水実績情報と、散水判断用センサの検出信号とに基づいて、前記散水装置からの散水量を制御する、
   請求項１に記載の作業現場の散水システム。
4. 前記動力装置において生成され、前記散水装置から散水される水を貯める貯水タンクと、
   前記貯水タンクの水量を検出する水量センサと、を備え、
   前記散水判断用センサは、前記水量センサを含む、
   請求項３に記載の作業現場の散水システム。
5. 作業現場のダストを検出するダストセンサを備え、
   前記散水判断用センサは、前記ダストセンサを含む、
   請求項３又は請求項４に記載の作業現場の散水システム。
6. 前記作業現場の路面の傾斜角を検出する傾斜角センサを備え、
   前記散水判断用センサは、前記傾斜角センサを含む、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
7. 前記走行装置の駆動輪に装着されたタイヤのスリップ量を検出するスリップセンサを備え、
   前記散水判断用センサは、前記スリップセンサを含む、
   請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
8. 作業現場の天候を検出する天候センサを備え、
   前記散水判断用センサは、前記天候センサを含む、
   請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
9. 前記作業現場の路面の温度を検出する温度センサを備え、
   前記散水判断用センサは、前記温度センサを含む、
   請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
10. 作業現場の湿度を検出する湿度センサを備え、
    前記散水判断用センサは、前記湿度センサを含む、
    請求項３から請求項９のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
11. 運搬車両に搭載され、水素と酸素とを反応させて前記運搬車両の走行装置を駆動するための動力を発生する動力装置と、
    作業現場の散水位置を記憶する記憶部と、
    前記運搬車両に搭載され、前記動力装置において生成された水を噴射する散水装置と、
    前記散水装置が前記散水位置に散水するように制御指令を出力する散水制御部と、
    前記運搬車両に搭載され、前記散水位置を表示するモニタと、を備える、
    作業現場の散水システム。
12. 前記運搬車両に搭載される入力部を備え、
    前記散水制御部は、前記入力部からの入力信号に基づいて前記制御指令を出力する、
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の作業現場の散水システム。
13. 水素と酸素とを反応させて運搬車両の走行装置を駆動するための動力を発生することと、
    作業現場の散水位置を設定することと、
    前記散水位置に散水されるように、前記反応において生成された水を散水装置から噴射することと、を含み、
    複数の散水位置のそれぞれについて許容散水量が設定され、
    前記許容散水量に基づいて、前記散水装置からの散水量を制御する、
    作業現場の散水方法。
14. 前記運搬車両の位置を検出することと、
    前記運搬車両の位置と散水位置とに基づいて、前記水を前記散水装置から噴射することと、を含む、
    請求項１３に記載の作業現場の散水方法。
15. 既に散水された散水位置及び散水量の少なくとも一方を示す散水実績情報と、散水判断用センサの検出信号とに基づいて、前記散水装置からの散水量を制御する、
    請求項１４に記載の作業現場の散水方法。
16. 水素と酸素とを反応させて運搬車両の走行装置を駆動するための動力を発生することと、
    作業現場の散水位置を設定することと、
    前記散水位置に散水されるように、前記反応において生成された水を散水装置から噴射することと、
    前記運搬車両に搭載されるモニタに、前記散水位置を表示することと、を含む、
    作業現場の散水方法。
17. 前記運搬車両に搭載される入力部からの入力信号に基づいて前記水を前記散水装置から噴射する、
    請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載の作業現場の散水方法。