JP2024034240A - 温度制御システム、作業機械、及び温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の温度調整が作業機械の稼働に影響を及ぼすことを抑制すること。【解決手段】温度制御システムは、作業機械に搭載された蓄電池の残容量を取得する残容量取得部と、蓄電池の温度を取得する温度取得部と、残容量取得部により取得された残容量と温度取得部により取得された温度とに基づいて、蓄電池の温度を調整する温調装置を制御する温度制御部と、を備える。【選択図】図４

Description

本開示は、温度制御システム、作業機械、及び温度制御方法に関する。

作業機械に係る技術分野において、バッテリフォークリフト又はバッテリショベルのような、蓄電池を動力源とする作業機械が知られている。蓄電池の温度が低下した状態で蓄電池が放電されると、蓄電池が劣化する可能性がある。また、蓄電池の温度が低下すると、必要な電力を取り出せない可能性がある。そのため、蓄電池が推奨温度範囲になるように、温調装置を用いて蓄電池の温度を調整することが行われる。特許文献１には、バッテリフォークリフト等に搭載される充電式のバッテリを所定温度に保温するためのバッテリ保温装置が開示されている。

特開２００２－０７５４６９号公報

温調装置の電源として蓄電池が使用される場合、蓄電池の残容量が少ないにも関わらず温調装置が作動され続けると、作業機械の稼働に必要な蓄電池の容量が少なくなってしまう。一方、温調装置の作動が停止されると、蓄電池を推奨温度範囲に維持することが困難になる可能性がある。

本開示は、蓄電池の温度調整が作業機械の稼働に影響を及ぼすことを抑制することを目的とする。

本開示に従えば、作業機械に搭載された蓄電池の残容量を取得する残容量取得部と、蓄電池の温度を取得する温度取得部と、残容量取得部により取得された残容量と温度取得部により取得された温度とに基づいて、蓄電池の温度を調整する温調装置を制御する温度制御部と、を備える、温度制御システムが提供される。

本開示によれば、蓄電池の温度調整が作業機械の稼働に影響を及ぼすことが抑制される。

図１は、実施形態に係る作業機械を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る作業機械の接続部を示す図である。 図３は、実施形態に係る温度制御システムを示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る管理コントローラを示す機能ブロック図である。 図５は、実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。 図６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。

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。

［作業機械］
図１は、実施形態に係る作業機械１を示す斜視図である。実施形態においては、作業機械１が、蓄電池を動力源とするバッテリフォークリフトであることとする。

作業機械１は、車体２と、走行装置３と、作業機４と、バッテリパック５と、接続部１０とを備える。

車体２は、フレーム２Ａと、収容部材２Ｂと、カウンタウエイト２Ｃとを有する。収容部材２Ｂは、フレーム２Ａに支持される。収容部材２Ｂは、車体２の後部に配置される。収容部材２Ｂは、バッテリパック５が配置されるバッテリ室を有する。カウンタウエイト２Ｃは、収容部材２Ｂの下方に配置される。

走行装置３は、車体２を支持する。走行装置３は、前輪３Ｆと、後輪３Ｒとを有する。

作業機４は、車体２に支持される。作業機４は、車体２に支持されるマスト４Ａと、マスト４Ａに支持されるフォーク４Ｂとを有する。作業機４は、作業機シリンダ７により駆動される。作業機シリンダ７は、マスト４Ａを前後方向に傾斜させるチルトシリンダ７Ａと、フォーク４Ｂを上下方向に移動させるリフトシリンダ７Ｂとを含む。チルトシリンダ７Ａの駆動によりマスト４Ａが前後方向に傾斜されることにより、フォーク４Ｂは、マスト４Ａに支持された状態で前後方向に傾斜する。フォーク４Ｂは、リフトシリンダ７Ｂの駆動により、マスト４Ａに支持された状態で上下方向に移動する。

バッテリパック５は、蓄電池５０を含む。バッテリパック５は、収容部材２Ｂに収容される。蓄電池５０は、作業機械１の動力源である。蓄電池５０は、充電と放電とを繰り返すことができる。蓄電池５０として、リチウムイオン電池が例示される。実施形態において、複数のバッテリパック５が作業機械１に搭載される。実施形態において、バッテリパック５は、２つ設けられる。バッテリパック５は、第１バッテリパック５Ａと、第２バッテリパック５Ｂとを含む。

作業機械１は、運転シート８に着座した操作者による運転操作により稼働する。運転シート８は、フレーム２Ａに支持される。作業機械１は、操作者により操作される複数の操作部材を有する。操作部材として、ステアリングホイール９が例示される。操作者は、手でステアリングホイール９を操作して、走行装置３を操舵する。また、不図示ではあるが、操作部材として、アクセルペダル、ブレーキペダル、作業機レバー、及び前後進レバーが例示される。操作者は、足でアクセルペダルを操作して、走行装置３を駆動する。操作者は、足でブレーキペダルを操作して、走行装置３を制動する。操作者は、手で作業機レバーを操作して、作業機４を動作させる。操作者は、手で前後進レバーを操作して、走行装置３の進行方向を前進と後進とに切り換える。

接続部１０は、充電装置２０に接続される。接続部１０は、収容部材２Ｂの後部に配置される。実施形態において、接続部１０は、作業機械１に複数設けられる。実施形態において、接続部１０は、２つ設けられる。接続部１０は、第１接続部１０Ａと、第２接続部１０Ｂとを含む。

充電装置２０は、蓄電池５０を充電する。充電装置２０は、作業機械１の外部に配置される。充電装置２０は、作業機械１の外部から蓄電池５０を充電する。実施形態において、蓄電池５０は、複数の充電装置２０により同時に充電可能である。実施形態において、蓄電池５０は、２台の充電装置２０により同時に充電可能である。複数の接続部１０のそれぞれに複数の充電装置２０のそれぞれが接続される。実施形態において、充電装置２０は、第１接続部１０Ａに接続される第１充電装置２０Ａと、第２接続部１０Ｂに接続される第２充電装置２０Ｂとを含む。

充電装置２０は、ケーブル２１及びプラグ２２を介して接続部１０に接続される。接続部１０は、プラグ２２が挿入される挿入口を含む。

充電装置２０は、インタフェース装置２３を有する。インタフェース装置２３は、操作者により操作される操作装置２３Ａと、表示データを表示する表示装置２３Ｂとを含む。操作装置２３Ａは、充電開始操作部２３１と、充電停止操作部２３２と、緊急停止操作部２３３とを含む。充電開始操作部２３１及び充電停止操作部２３２として、トグルスイッチ、ロッカスイッチ、又はプッシュボタンスイッチが例示される。緊急停止操作部２３３として、プッシュボタンスイッチが例示される。表示装置２３Ｂとして、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなフラットパネルディスプレイが例示される。

［接続部］
図２は、実施形態に係る作業機械１の接続部１０を示す図である。図１及び図２に示すように、作業機械１は、接続部１０を覆うカバー２Ｄを有する。第１接続部１０Ａと第２接続部１０Ｂとは、作業機械１の車幅方向に間隔をあけて配置される。車体２の後部に電源スイッチ５１及び稼働ランプ５２が配置される。電源スイッチ５１及び稼働ランプ５２は、第１接続部１０Ａと第２接続部１０Ｂとの間に配置される。電源スイッチ５１として、モーメンタリスイッチが例示される。稼働ランプ５２は、蓄電池５０の作動状態に基づいて作動する。蓄電池５０の作動状態は、充電状態及び放電状態を含む。一例として、蓄電池５０が充電状態である場合、稼働ランプ５２が点滅し、蓄電池５０が放電状態である場合、稼働ランプ５２が点灯する。

［温度制御システム］
図３は、実施形態に係る温度制御システム１００を示すブロック図である。温度制御システム１００は、バッテリパック５と、充電装置２０と、接続部１０と、管理コントローラ１１と、制御回路３０と、電源コントローラ１２と、マスタコントローラ１３と、を有する。

バッテリパック５は、作業機械１に搭載される。バッテリパック５は、蓄電池５０と、蓄電池５０の電圧を検出する電圧センサ５３と、蓄電池５０の温度を検出する温度センサ５４と、蓄電池５０を加温するヒータ５５と、バッテリコントローラ５６とを有する。

充電装置２０は、作業機械１の外部に配置される。充電装置２０は、操作装置２３Ａと、表示装置２３Ｂと、商用電源２７に接続されるＡＣ／ＤＣ変換モジュール２４と、商用電源２７とＡＣ／ＤＣ変換モジュール２４との間に配置されるコンタクタ２５と、充電コントローラ２６とを有する。

操作装置２３Ａは、充電装置２０に充電動作させる充電開始操作部２３１と、充電装置２０に充電停止動作させる充電停止操作部２３２と、充電装置２０に緊急停止動作させる緊急停止操作部２３３とを含む。

接続部１０は、充電装置２０に接続される。接続部１０は、プラグ２２をロックするロック機構を有する。接続部１０は、充電装置２０のプラグ２２と接続部１０とがロックされたことを検出するロックセンサ１４を有する。接続部１０には、充電装置２０のプラグ２２と接続部１０とが接続されたときに通電される通電ライン１５が設けられる。通電ライン１５は、検出ライン１６を介して電源コントローラ１２に接続される。電源コントローラ１２は、ロックセンサ１４の検出信号又は検出ライン１６を介して取得される通電ライン１５の通電状態に基づいて、充電装置２０のプラグ２２と接続部１０とが接続されたか否かを判定することができる。

制御回路３０は、接続部１０を介して充電装置２０の正極に接続される正極ライン３１と、接続部１０を介して充電装置２０の負極に接続される負極ライン３２と、接続部１０を介して管理コントローラ１１と充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３と、管理コントローラ１１とバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４とを有する。

信号ライン３３は、管理コントローラ１１と第１充電装置２０Ａの充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３Ａと、管理コントローラ１１と第２充電装置２０Ｂの充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３Ｂとを含む。

信号ライン３４は、管理コントローラ１１と第１バッテリパック５Ａのバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４Ａと、管理コントローラ１１と第２バッテリパック５Ｂのバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４Ｂとを含む。

第１充電装置２０Ａと第２充電装置２０Ｂとは、正極ライン３１に対して並列接続される。第１充電装置２０Ａと第２充電装置２０Ｂとは、負極ライン３２に対して並列接続される。第１充電装置２０Ａと正極ライン３１とは、正極ライン３１Ａを介して接続される。第２充電装置２０Ｂと正極ライン３１とは、正極ライン３１Ｂを介して接続される。第１充電装置２０Ａと負極ライン３２とは、負極ライン３２Ａを介して接続される。第２充電装置２０Ｂと負極ライン３２とは、負極ライン３２Ｂを介して接続される。

第１バッテリパック５Ａの蓄電池５０と第２バッテリパック５Ｂの蓄電池５０とは、直列接続される。正極ライン３１は、正極ライン３５を介して第１バッテリパック５Ａの蓄電池５０の正極に接続される。負極ライン３２は、負極ライン３６を介して第２バッテリパック５Ｂの蓄電池５０の負極に接続される。正極ライン３５にヒューズ３５Ａが配置される。

第１バッテリパック５Ａのヒータ５５と第２バッテリパック５Ｂのヒータ５５とは、直列接続される。正極ライン３１は、正極ライン５７を介して第１バッテリパック５Ａのヒータ５５の正極に接続される。負極ライン３２は、負極ライン５８を介して第２バッテリパック５Ｂのヒータ５５の負極に接続される。

正極ライン３５は、正極ライン３７及び正極ライン３９を介して走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに接続される。負極ライン３６は、負極ライン３８及び負極ライン４０を介して走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに接続される。走行インバータ６１と作業機インバータ６２とは、正極ライン３９に対して並列接続される。走行インバータ６１と作業機インバータ６２とは、負極ライン４０に対して並列接続される。

また、制御回路３０は、正極ライン３１に配置される充電コンタクタ４１を有する。充電コンタクタ４１がＯＮされることにより、充電装置２０と蓄電池５０とが正極ライン３１及び正極ライン３５を介して接続され、蓄電池５０が充電装置２０により充電される。充電コンタクタ４１がＯＦＦされることにより、充電装置２０と蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０が充電されない。

実施形態において、充電コンタクタ４１は、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ４１Ａと、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ４１Ｂとを含む。充電コンタクタ４１Ａは、正極ライン３１Ａに配置される。充電コンタクタ４１Ｂは、正極ライン３１Ｂに配置される。充電コンタクタ４１ＡがＯＮされることにより、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０とが接続され、蓄電池５０が第１充電装置２０Ａにより充電される。充電コンタクタ４１ＡがＯＦＦされることにより、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０が第１充電装置２０Ａでは充電されない。充電コンタクタ４１ＢがＯＮされることにより、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０とが接続され、蓄電池５０が第２充電装置２０Ｂにより充電される。充電コンタクタ４１ＢがＯＦＦされることにより、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０が第２充電装置２０Ｂでは充電されない。

管理コントローラ１１は、制御ライン７１を介して充電コンタクタ４１に接続される。制御ライン７１は、管理コントローラ１１と充電コンタクタ４１Ａとを接続する制御ライン７１Ａと、管理コントローラ１１と充電コンタクタ４１Ｂとを接続する制御ライン７１Ｂとを含む。管理コントローラ１１は、制御ライン７１を介して充電コンタクタ４１を制御する。

また、制御回路３０は、正極ライン３７に配置される放電コンタクタ４２を有する。放電コンタクタ４２がＯＮされることにより、蓄電池５０と走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれとが正極ライン３７及び正極ライン３９を介して接続され、蓄電池５０からの放電により走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに電力が供給される。放電コンタクタ４２がＯＦＦされることにより、蓄電池５０と走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれとが分離され、蓄電池５０から走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに電力が供給されない。

管理コントローラ１１は、制御ライン７２を介して放電コンタクタ４２に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７２を介して放電コンタクタ４２を制御する。

また、制御回路３０は、正極ライン５７に配置されるヒータコンタクタ４３を有する。ヒータコンタクタ４３がＯＮされることにより、充電装置２０及び蓄電池５０の少なくとも一方とヒータ５５とが正極ライン５７を介して接続され、ヒータ５５に電力が供給される。ヒータコンタクタ４３がＯＦＦされることにより、充電装置２０及び蓄電池５０とヒータ５５とが分離され、ヒータ５５に電力が供給されない。

管理コントローラ１１は、制御ライン７３を介してヒータコンタクタ４３に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７３を介してヒータコンタクタ４３を制御する。

実施形態において、電圧センサ５３の検出信号は、信号ライン３４を介してバッテリコントローラ５６から管理コントローラ１１に送信される。温度センサ５４の検出信号は、信号ライン３４を介してバッテリコントローラ５６から管理コントローラ１１に送信される。

蓄電池５０が放電するときの蓄電池５０の推奨電圧範囲及び推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の電圧が推奨電圧範囲でない場合又は蓄電池５０の温度が推奨温度範囲でない場合、蓄電池５０が放電しないように、放電コンタクタ４２を制御する。すなわち、管理コントローラ１１は、電圧センサ５３の検出信号に基づいて、蓄電池５０の電圧が推奨電圧範囲でないと判定した場合、又は、温度センサ５４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲でないと判定した場合、放電コンタクタ４２をＯＦＦにする。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の電圧が推奨電圧範囲であり、且つ、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲であると判定した場合、放電コンタクタ４２をＯＮにする。

また、蓄電池５０を充電するときの蓄電池５０の推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ１１は、温度センサ５４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲の下限値を示す所定値以下であると判定した場合、ヒータ５５に電力が供給されるように、ヒータコンタクタ４３を制御する。所定値は、予め定められた値である。ヒータ５５に電力が供給されることにより、蓄電池５０がヒータ５５により加温される。蓄電池５０がヒータ５５により加温されることにより、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲になるまで上昇する。

また、制御回路３０は、管理コントローラ１１の電源回路１７と、管理コントローラ１１の自己保持リレー４４とを有する。正極ライン３１は、電源スイッチ５１及び正極ライン４５を介して電源回路１７に接続される。また、正極ライン３１は、自己保持リレー４４を介して電源回路１７に接続される。負極ライン３２は、負極ライン４６を介して電源回路１７に接続される。上述のように、電源スイッチ５１は、車体２の後部に配置される。操作者は、電源スイッチ５１を操作することができる。電源スイッチ５１がＯＮされることにより、電源回路１７に電力が供給され、管理コントローラ１１が起動する。電源スイッチ５１がＯＦＦされることにより、電源回路１７に対する電力の供給が遮断され、管理コントローラ１１が停止する。

管理コントローラ１１は、制御ライン７４を介して自己保持リレー４４に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７４を介して自己保持リレー４４を制御する。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の容量が予め定められている閾値以下になったときに、電源回路１７に対する電力の供給が遮断されるように自己保持リレー４４を制御する。

また、制御回路３０は、正極ライン３１Ａの電圧を検出する電圧センサ４７Ａと、正極ライン３１Ｂの電圧を検出する電圧センサ４７Ｂと、正極ライン３９の電圧を検出する電圧センサ４８と、負極ライン３６の電流を検出する電流センサ４９とを有する。

管理コントローラ１１は、電圧センサ４７Ａの検出信号に基づいて、充電コンタクタ４１Ａの動作不良が発生したか否かを判定することができる。管理コントローラ１１は、電圧センサ４７Ｂの検出信号に基づいて、充電コンタクタ４１Ｂの動作不良が発生したか否かを判定することができる。管理コントローラ１１は、電圧センサ４８の検出信号に基づいて、放電コンタクタ４２の動作不良が発生したか否かを判定することができる。

走行インバータ６１は、正極ライン３９からの直流電流を三相交流電流に変換して、走行モータ６３に供給する。走行モータ６３は、走行インバータ６１から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。走行モータ６３は、走行装置３を動作させる。実施形態において、走行モータ６３は、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒの少なくとも一方を回転させる動力を発生する。

作業機インバータ６２は、正極ライン３９からの直流電流を三相交流電流に変換して、作業機モータ６４に供給する。作業機モータ６４は、作業機インバータ６２から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。作業機モータ６４は、作業機４を動作させる。実施形態において、作業機モータ６４は、不図示の油圧ポンプを駆動させる動力を発生する。油圧ポンプから吐出された作動油は、作業機シリンダ７に供給される。作業機シリンダ７に作動油が供給されることにより、作業機４が動作する。

電源コントローラ１２は、通信ライン７５を介して管理コントローラ１１に接続される。電源コントローラ１２は、通信ライン７６を介してマスタコントローラ１３に接続される。電源コントローラ１２は、管理コントローラ１１の上位コントローラである。管理コントローラ１１は、電源コントローラ１２からの制御信号に基づいて作動する。

マスタコントローラ１３は、上述の操作部材の操作に基づいて、走行インバータ６１及び作業機インバータ６２を制御する。マスタコントローラ１３は、例えばアクセルペダル及びブレーキペダルの少なくとも一方の操作に基づいて、走行インバータ６１を制御する。マスタコントローラ１３は、作業レバーの操作に基づいて、作業機インバータ６２を制御する。

作業機械１は、キースイッチ８０を有する。キースイッチ８０は、車体２の少なくとも一部に配置される。キースイッチ８０は、例えば運転シート８に着座した操作者により操作される。キースイッチ８０がＯＮされることにより、作業機械１は稼働可能な状態になる。以下の説明において、キースイッチ８０がＯＮされることを適宜、キーオンされる、と称し、キースイッチ８０がＯＦＦされることを適宜、キーオフされる、と称する。

［管理コントローラ］
図４は、実施形態に係る管理コントローラ１１を示す機能ブロック図である。図４に示すように、温度制御システム１００は、管理コントローラ１１と、電源コントローラ１２と、バッテリコントローラ５６とを備える。電源コントローラ１２及びバッテリコントローラ５６のそれぞれは、管理コントローラ１１に接続される。電源コントローラ１２には、マスタコントローラ１３、キースイッチ８０、及びロックセンサ１４のそれぞれが接続される。バッテリコントローラ５６には、電圧センサ５３及び温度センサ５４のそれぞれが接続される。管理コントローラ１１は、ヒータコンタクタ４３を制御する。ヒータ５５は、蓄電池５０の温度を調整する温調装置として機能する。実施形態においては、ヒータ５５の電源として、蓄電池５０が使用される。ヒータ５５は、蓄電池５０から供給される電力に基づいて作動する。

管理コントローラ１１は、残容量取得部１１Ａと、温度取得部１１Ｂと、稼働判定部１１Ｃと、閾値記憶部１１Ｄと、制御停止部１１Ｅと、温度制御部１１Ｆとを有する。

残容量取得部１１Ａは、作業機械１に搭載された蓄電池５０の残容量を取得する。蓄電池５０の残容量は、蓄電池５０の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）とみなされてもよい。蓄電池５０の充電率とは、満充電容量に対する残容量の比率をいう。電圧センサ５３は、蓄電池５０の電圧を検出する。バッテリコントローラ５６は、例えば電圧センサ５３の検出信号に基づいて、蓄電池５０の残容量を算出することができる。残容量取得部１１Ａは、バッテリコントローラ５６から蓄電池５０の残容量を取得することができる。

温度取得部１１Ｂは、作業機械１に搭載された蓄電池５０の温度を取得する。蓄電池５０の温度は、温度センサ５４により検出される。温度センサ５４の検出信号は、バッテリコントローラ５６に送られる。温度取得部１１Ｂは、バッテリコントローラ５６から蓄電池５０の温度を取得することができる。

稼働判定部１１Ｃは、作業機械１が稼働中であるか休止中であるかを判定する。実施形態において、作業機械１が稼働中であることは、作業機械１がキーオンされたこと及び蓄電池５０を充電する充電装置２０が充電動作中であることの少なくとも一方を含む。作業機械１がキーオンされたことは、マスタコントローラ１３が起動され、走行モータ６３及び作業機モータ６４の少なくとも一方が駆動可能な状態であることを含む。また、作業機械１がキーオンされたことは、走行装置３又は作業機４が動作可能な状態であることを含む。充電装置２０が充電動作中であることは、ケーブル２１及びプラグ２２を介して充電装置２０が接続部１０に接続されていることを含む。充電装置２０が充電動作中であることは、充電装置２０が接続部１０に接続された後、蓄電池５０の充電が開始される前の充電準備中であること、蓄電池５０の充電が開始された後の充電中であること、及び蓄電池５０の充電が完了した後の充電完了中であることの少なくとも一つを含む。充電準備中においては、例えば充電を適正に開始可能か否かを診断する処理が実施される。

実施形態において、作業機械１が休止中であることは、作業機械１がキーオフされたこと及び充電装置２０が非充電動作中であることを含む。作業機械１がキーオフされたことは、マスタコントローラ１３が停止し、走行モータ６３及び作業機モータ６４が駆動不可能な状態であることを含む。また、作業機械１がキーオフされたことは、走行装置３及び作業機４が動作不可能な状態であることを含む。充電装置２０が非充電動作中であることは、充電装置２０が接続部１０に接続されていないことを含む。

稼働判定部１１Ｃは、電源コントローラ１２から送られる作業機械１の稼働状態を示す稼働データに基づいて、作業機械１が稼働中であるか休止中であるかを判定することができる。稼働データは、キーオン又はキーオフされたことを示すデータ、マスタコントローラ１３が起動されたことを示すデータ、及び充電装置２０が接続部１０に接続されたことを示すデータを含む。キースイッチ８０がＯＮされることにより、電源コントローラ１２は、作業機械１がキーオンされたことを認識することができる。キースイッチ８０がＯＦＦされることにより、電源コントローラ１２は、作業機械１がキーオフされたことを認識することができる。マスタコントローラ１３が起動されることにより、電源コントローラ１２は、マスタコントローラ１３が起動されたことを認識することができる。上述のように、電源コントローラ１２は、ロックセンサ１４の検出信号又は検出ライン１６を介して取得される通電ライン１５の通電状態に基づいて、充電装置２０が接続部１０に接続されているか否かを認識することができる。

閾値記憶部１１Ｄは、蓄電池５０の残容量に関する閾値を記憶する。閾値記憶部１１Ｄには、複数の閾値が予め記憶されている。閾値記憶部１１Ｄに記憶されている閾値は、作業機械１が稼働中であると判定された場合に使用される第１閾値と、作業機械１が休止中であると判定された場合に使用される第２閾値とを含む。第２閾値は、第１閾値よりも大きい。閾値（第１閾値及び第２閾値）は、予め定められた値である。残容量を充電率とみなした場合、一例として、第１閾値は、５％であり、第２閾値は、１５％である。

温度制御部１１Ｆは、残容量取得部１１Ａにより取得された蓄電池５０の残容量と温度取得部１１Ｂにより取得された蓄電池５０の温度とに基づいて、蓄電池５０の温度を調整するヒータ５５を制御する。温度制御部１１Ｆは、温度取得部１１Ｂにより取得された蓄電池５０の温度が推奨温度範囲の下限値を示す所定値以下のときに、蓄電池５０の温度が所定値を上回るように、ヒータ５５を制御する。一例として、所定値は、１２℃である。ヒータ５５の電源として、蓄電池５０が使用される。ヒータ５５は、蓄電池５０から供給される電力に基づいて作動する。

実施形態において、温度制御部１１Ｆは、ヒータ５５と蓄電池５０との接続及び分離を行うヒータコンタクタ４３を制御することにより、ヒータ５５を制御する。ヒータ５５は、ヒータコンタクタ４３を介して、温度制御部１１Ｆにオンオフ制御される。温度制御部１１Ｆは、蓄電池５０の温度が所定値以下（１２℃以下）のときに、蓄電池５０からヒータ５５に電力が供給されるように、ヒータコンタクタ４３をＯＮにする。蓄電池５０からヒータ５５に電力が供給されることにより、蓄電池５０がヒータ５５により加温される。蓄電池５０がヒータ５５により加温されることにより、蓄電池５０の温度が所定値を上回るまで上昇する。温度制御部１１Ｆは、蓄電池５０の温度が所定値（１２℃）を上回るときに、蓄電池５０からヒータ５５に対する電力の供給が停止されるように、ヒータコンタクタ４３をＯＦＦにする。蓄電池５０からヒータ５５に対する電力の供給が停止されることにより、ヒータ５５の作動が停止する。蓄電池５０の電力は、ヒータ５５に使用されない。

制御停止部１１Ｅは、残容量取得部１１Ａにより取得された蓄電池５０の残容量が閾値記憶部１１Ｄに記憶されている閾値以下のときに、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させる。閾値は、作業機械１が稼働中と停止中とで異なる。作業機械１が休止中の閾値は、作業機械１が稼働中の閾値よりも大きい。作業機械１が休止中の閾値は、上述の第２閾値である。作業機械１が稼働中の閾値は、上述の第１閾値である。作業機械１が稼働中の場合、制御停止部１１Ｅは、蓄電池５０の残容量が第１閾値以下（５％以下）のときに、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させる。作業機械１が休止中の場合、制御停止部１１Ｅは、蓄電池５０の残容量が第２閾値以下（１５％以下）のときに、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させる。制御停止部１１Ｅは、残容量取得部１１Ａにより取得された蓄電池５０の残容量が閾値記憶部１１Ｄに記憶されている閾値を上回るときに、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させない。

すなわち、実施形態においては、作業機械１が稼働中の場合において、蓄電池５０の残容量が第１閾値を上回る場合（５％＜ＳＯＣ≦１００％の場合）、蓄電池５０の温度が所定値以下（１２℃以下）になると、ヒータ５５がオンオフ制御される。すなわち、蓄電池５０の残容量が第１閾値を上回る場合、蓄電池５０の温度が所定値以下になると、蓄電池５０が加温される。蓄電池５０の残容量が第１閾値以下の場合（ＳＯＣ≦５％の場合）、蓄電池５０の温度が所定値以下になっても、ヒータ５５は作動しない。すなわち、蓄電池５０の残容量が第１閾値以下の場合、蓄電池５０の温度が所定値以下になっても、蓄電池５０は加温されない。

作業機械１が休止中の場合において、蓄電池５０の残容量が第２閾値を上回る場合（１５％＜ＳＯＣ≦１００％の場合）、蓄電池５０の温度が所定値以下（１２℃以下）になると、ヒータ５５がオンオフ制御される。すなわち、蓄電池５０の残容量が第２閾値を上回る場合、蓄電池５０の温度が所定値以下になると、蓄電池５０が加温される。蓄電池５０の残容量が第２閾値以下の場合（ＳＯＣ≦１５％の場合）、蓄電池５０の温度が所定値以下になっても、ヒータ５５は作動しない。すなわち、蓄電池５０の残容量が第２閾値以下の場合、蓄電池５０の温度が所定値以下になっても、蓄電池５０は加温されない。

すなわち、作業機械１が稼働中の場合、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、蓄電池５０が推奨温度範囲に維持される。これにより、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、蓄電池５０から必要な電力を取り出せる。また、上述のように、管理コントローラ１１は、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲でない場合、蓄電池５０が放電しないように、放電コンタクタ４２をＯＦＦする。作業機械１が稼働中の場合、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、蓄電池５０が推奨温度範囲に維持されるので、放電コンタクタ４２がＯＮされ続ける。そのため、蓄電池５０の電力が作業機械１の稼働に寄与する。また、作業機械１が稼働中の場合、操作者が作業機械１に搭乗していたり、作業機械１の近くに居たりする可能性が高い。そのため、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、ヒータ５５が蓄電池５０の電力を消費しても、操作者が充電装置２０で蓄電池５０を充電する作業を実施する可能性が高い。

作業機械１が休止中の場合、ヒータ５５が蓄電池５０の電力が消費しても、蓄電池５０の残容量は第２閾値以下にならない。作業機械１が休止中から稼働中に移行する場合、蓄電池５０には少なくとも第２閾値分の残容量が存在するので、作業機械１の稼働に支障をきたすことが抑制される。また、作業機械１が休止中においても、蓄電池５０の残容量が第２閾値を上回る場合、蓄電池５０が推奨温度範囲に調整される。そのため、作業機械１が休止中から稼働中に移行した直後において、蓄電池５０は推奨温度範囲である可能性が高い。したがって、作業機械１が休止中から稼働中に移行した直後において、蓄電池５０から必要な電力を取り出せる。そのため、作業機械１の稼働に支障をきたすことが抑制される。

［温度制御方法］
次に、実施形態に係る温度制御方法について説明する。図５は、実施形態に係る温度制御方法を示すフローチャートである。

稼働判定部１１Ｃは、電源コントローラ１２から作業機械１の稼働状態を示す稼働データを取得する（ステップＳ１）。

残容量取得部１１Ａは、バッテリコントローラ５６から蓄電池５０の残容量を取得する（ステップＳ２）。

稼働判定部１１Ｃは、ステップＳ１において取得した稼働データに基づいて、作業機械１が稼働中であるか休止中であるかを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３において、作業機械１が稼働中であると判定された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御停止部１１Ｅは、ステップＳ２において取得された蓄電池５０の残容量が第１閾値以下か否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、蓄電池５０の残容量が第１閾値以下であると判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御停止部１１Ｅは、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させる（ステップＳ５）。これにより、蓄電池５０の温度が所定値以下（１２℃以下）になっても、蓄電池５０は加温されない。

ステップＳ４において、蓄電池５０の残容量が第１閾値を上回ると判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、温度取得部１１Ｂは、バッテリコントローラ５６から蓄電池５０の温度を取得する（ステップＳ６）。

温度制御部１１Ｆは、ステップＳ６において取得された温度が所定値以下か否かを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、蓄電池５０の温度が所定値以下であると判定した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、温度制御部１１Ｆは、ヒータコンタクタ４３をＯＮにする（ステップＳ８）。これにより、蓄電池５０からヒータ５５に電力が供給される。蓄電池５０は、ヒータ５５により加温される。

ステップＳ７において、蓄電池５０の温度が所定値を上回ると判定した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、温度制御部１１Ｆは、ヒータコンタクタ４３をＯＦＦにする（ステップＳ９）。これにより、ヒータ５５は、作動しない。ヒータ５５は、蓄電池５０の電力を消費しない。

ステップＳ３において、作業機械１が休止中であると判定された場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御停止部１１Ｅは、ステップＳ２において取得された蓄電池５０の残容量が第２閾値以下か否かを判定する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０において、蓄電池５０の残容量が第２閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御停止部１１Ｅは、温度制御部１１Ｆによるヒータ５５の制御を停止させる（ステップＳ５）。

ステップＳ１０において、蓄電池５０の残容量が第２閾値を上回ると判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、温度取得部１１Ｂは、バッテリコントローラ５６から蓄電池５０の温度を取得する（ステップＳ６）。

ステップＳ６の処理の後、上述のステップＳ７の処理と、ステップＳ８及びステップＳ９のいずれか一方の処理とが実施される。

［コンピュータシステム］
図６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。上述の管理コントローラ１１、電源コントローラ１２、マスタコントローラ１３、充電コントローラ２６、及びバッテリコントローラ５６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フェース１００４とを有する。上述の管理コントローラ１１、電源コントローラ１２、マスタコントローラ１３、充電コントローラ２６、及びバッテリコントローラ５６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、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、作業機械１に搭載された蓄電池５０の残容量を取得することと、蓄電池５０の温度を取得することと、蓄電池５０の残容量と蓄電池５０の温度とに基づいて、蓄電池５０の温度を調整するヒータ５５を制御することと、を実行することができる。

［効果］
以上説明したように、実施形態に係る温度制御システム１００は、作業機械１に搭載された蓄電池５０の残容量を取得する残容量取得部１１Ａと、蓄電池５０の温度を取得する温度取得部１１Ｂと、残容量取得部１１Ａにより取得された蓄電池５０の残容量と温度取得部１１Ｂにより取得された蓄電池５０の温度とに基づいて、蓄電池５０の温度を調整するヒータ５５を制御する温度制御部１１Ｆと、を備える。

実施形態によれば、温度制御部１１Ｆは、温度取得部１１Ｂにより取得された蓄電池５０の温度に基づいて、蓄電池５０が推奨温度範囲になるように、ヒータ５５を制御することができる。また、温度制御部１１Ｆは、残容量取得部１１Ａにより取得された蓄電池５０の残容量に基づいて、蓄電池５０の残容量が適正値を維持するように、ヒータ５５による蓄電池５０の電力消費を調整することができる。そのため、ヒータ５５による蓄電池５０の温度調整が、作業機械１の稼働に影響を及ぼすことが抑制される。

実施形態においては、作業機械１が稼働中であるか休止中であるかが稼働判定部１１Ｃにより判定される。稼働判定部１１Ｃの判定結果に基づいて、蓄電池５０の残容量に関する閾値が第１閾値又は第２閾値のいずれか一方に決定される。蓄電池５０の残容量が閾値以下の場合、ヒータ５５による蓄電池５０の温度調整が停止される。すなわち、蓄電池５０の残容量が閾値以下の場合、ヒータ５５は蓄電池５０の電力を消費しない。そのため、ヒータ５５による蓄電池５０の温度調整が、作業機械１の稼働に影響を及ぼすことが抑制される。

作業機械１が稼働中の場合、蓄電池５０の残容量が第１閾値を上回っていれば、蓄電池５０が推奨温度範囲に維持される。これにより、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、蓄電池５０から必要な電力を取り出せる。すなわち、作業機械１が稼働中の場合、蓄電池５０の残容量が無くなる直前まで、蓄電池５０の電力が作業機械１の稼働に寄与する。作業機械１が休止中の場合、ヒータ５５が蓄電池５０の電力を消費しても、蓄電池５０の残容量は第２閾値以下にならない。作業機械１が休止中から稼働中に移行する場合、蓄電池５０には少なくとも第２閾値分の残容量が存在するので、作業機械１の稼働に支障をきたすことが抑制される。また、作業機械１が休止中においても、蓄電池５０の残容量が第２閾値を上回っている場合には、蓄電池５０が推奨温度範囲に調整される。そのため、作業機械１が休止中から稼働中に移行した直後においても、蓄電池５０が推奨温度範囲である可能性が高い。したがって、作業機械１が休止中から稼働中に移行した直後において、蓄電池５０から必要な電力を取り出せる。そのため、作業機械１の稼働に支障をきたすことが抑制される。

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、蓄電池５０の温度を調整する温調装置が、蓄電池５０を加温するヒータ５５であることとした。蓄電池５０の温度を調整する温調装置は、蓄電池５０を冷却するチラーでもよい。蓄電池５０が推奨温度範囲以上になったとき、チラーにより蓄電池５０が冷却されてもよい。

上述の実施形態において、作業機械１がバッテリフォークリフトであることとした。作業機械１は、バッテリショベル、バッテリホイールローダ、バッテリダンプトラック、又はバッテリブルドーザ等でもよい。上述の実施形態において説明した構成要素は、蓄電池を動力源とする作業機械に適用することができる。

１…作業機械、２…車体、２Ａ…フレーム、２Ｂ…収容部材、２Ｃ…カウンタウエイト、２Ｄ…カバー、３…走行装置、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…作業機、４Ａ…マスト、４Ｂ…フォーク、５…バッテリパック、５Ａ…第１バッテリパック、５Ｂ…第２バッテリパック、７…作業機シリンダ、７Ａ…チルトシリンダ、７Ｂ…リフトシリンダ、８…運転シート、９…ステアリングホイール、１０…接続部、１０Ａ…第１接続部、１０Ｂ…第２接続部、１１…管理コントローラ、１１Ａ…残容量取得部、１１Ｂ…温度取得部、１１Ｃ…稼働判定部、１１Ｄ…閾値記憶部、１１Ｅ…制御停止部、１１Ｆ…温度制御部、１２…電源コントローラ、１３…マスタコントローラ、１４…ロックセンサ、１５…通電ライン、１６…検出ライン、１７…電源回路、２０…充電装置、２０Ａ…第１充電装置、２０Ｂ…第２充電装置、２１…ケーブル、２２…プラグ、２３…インタフェース装置、２３Ａ…操作装置、２３Ｂ…表示装置、２４…ＡＣ／ＤＣ変換モジュール、２５…コンタクタ、２６…充電コントローラ、２７…商用電源、３０…制御回路、３１…正極ライン、３１Ａ…正極ライン、３１Ｂ…正極ライン、３２…負極ライン、３２Ａ…負極ライン、３２Ｂ…負極ライン、３３…信号ライン、３３Ａ…信号ライン、３３Ｂ…信号ライン、３４…信号ライン、３４Ａ…信号ライン、３４Ｂ…信号ライン、３５…正極ライン、３５Ａ…ヒューズ、３６…負極ライン、３７…正極ライン、３８…負極ライン、３９…正極ライン、４０…負極ライン、４１…充電コンタクタ、４１Ａ…充電コンタクタ、４１Ｂ…充電コンタクタ、４２…放電コンタクタ、４３…ヒータコンタクタ、４４…自己保持リレー、４５…正極ライン、４６…負極ライン、４７Ａ…電圧センサ、４７Ｂ…電圧センサ、４８…電圧センサ、４９…電流センサ、５０…蓄電池、５１…電源スイッチ、５２…稼働ランプ、５３…電圧センサ、５４…温度センサ、５５…ヒータ（温調装置）、５６…バッテリコントローラ、５７…正極ライン、５８…負極ライン、６１…走行インバータ、６２…作業機インバータ、６３…走行モータ、６４…作業機モータ、７１…制御ライン、７１Ａ…制御ライン、７１Ｂ…制御ライン、７２…制御ライン、７３…制御ライン、７４…制御ライン、７５…通信ライン、７６…通信ライン、８０…キースイッチ、１００…温度制御システム、２３１…充電開始操作部、２３２…充電停止操作部、２３３…緊急停止操作部、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…インタフェース。

Claims (12)

1. 作業機械に搭載された蓄電池の残容量を取得する残容量取得部と、
   前記蓄電池の温度を取得する温度取得部と、
   前記残容量取得部により取得された前記残容量と前記温度取得部により取得された前記温度とに基づいて、前記蓄電池の温度を調整する温調装置を制御する温度制御部と、を備える、
   温度制御システム。
2. 前記残容量取得部により取得された前記残容量が前記残容量に関する閾値以下のときに、前記温度制御部による前記温調装置の制御を停止させる制御停止部と、を備える、
   請求項１に記載の温度制御システム。
3. 前記閾値は、前記作業機械が稼働中と休止中とで異なる、
   請求項２に記載の温度制御システム。
4. 前記作業機械が休止中の前記閾値は、前記作業機械が稼働中の前記閾値よりも大きい、
   請求項３に記載の温度制御システム。
5. 前記閾値を記憶する閾値記憶部を備える、
   請求項２に記載の温度制御システム。
6. 前記閾値記憶部には、複数の閾値が予め記憶されている、
   請求項５に記載の温度制御システム。
7. 前記作業機械が稼働中であるか休止中であるかを判定する稼働判定部を備える、
   請求項３に記載の温度制御システム。
8. 前記温調装置は、前記蓄電池を加温するヒータを含み、
   前記温度制御部は、前記温度取得部により取得された前記温度が所定値以下のときに、前記蓄電池の温度が所定値を上回るように、前記温調装置を制御する、
   請求項３に記載の温度制御システム。
9. 前記稼働中であることは、前記作業機械がキーオンされたこと及び前記蓄電池を充電する充電装置が充電動作中であることの少なくとも一方を含み、
   前記休止中であることは、前記作業機械がキーオフされたこと及び前記充電装置が非充電動作中であることを含む、
   請求項３に記載の温度制御システム。
10. 前記稼働中であることは、前記作業機械の走行装置又は作業機が動作可能な状態であること、及び前記蓄電池を充電する充電装置が充電動作中であることの少なくとも一方を含み、
    前記休止中であることは、前記作業機械の走行装置及び作業機が動作不可能な状態であること、及び前記充電装置が非充電動作中であることを含む、
    請求項３に記載の温度制御システム。
11. 請求項１に記載の温度制御システムを備える、
    作業機械。
12. 作業機械に搭載された蓄電池の残容量を取得することと、
    前記蓄電池の温度を取得することと、
    前記残容量と前記温度とに基づいて、前記蓄電池の温度を調整する温調装置を制御することと、を含む、
    温度制御方法。

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