JP2024044435A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランス処理を安定的に実行可能な制御装置を提供することにある。【解決手段】制御装置において、第１蓄電部は、複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する。切換部は、前記負荷の始動と停止とを切り替える。給電部は、第１蓄電部から第２蓄電部に電力供給可能である。特性値導出部は、複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する。バランス処理部は、電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能である。制御部は、切換部が停止に切り替えられ且つ特性値導出部により導出された特性値が第１閾値以上である場合に、第１蓄電部から第２蓄電部への電力供給を指示する第１コマンドを給電部に送信するとともに、バランス処理の実行を指示する第２コマンドをバランス処理部に送信する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置に関する。

背景技術に係る作業機械は、制御装置による制御下でバッテリパックから供給される電力で駆動される。バッテリパックは、複数のバッテリモジュールから構成される。各バッテリモジュールでは、複数のバッテリセルが直列接続されている。作業機械は更に、鉛バッテリを備えている。鉛バッテリは、バッテリパックよりも低電圧のバッテリである。また、鉛バッテリは、制御装置に駆動用の電力を供給する。制御装置は、作業機械のキースイッチがオンからオフに切り替わった後に、バッテリパックとは別の鉛バッテリの電圧が所定電圧値以上となり、かつバッテリパックの充電率が所定充電率値以上となる時間範囲で、バランス処理を実行する。バランス処理により、バッテリセルごとのエネルギ容量のばらつきが抑えられる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１９－１６１８８８号公報

しかしながら、背景技術には、バランス処理が安定的に実行されないという問題点があった。詳細には、キースイッチがオフ後に、鉛バッテリの使用状況によっては、鉛バッテリの電圧が所定電圧値以上とならない場合がある。この場合、バランス処理は実行されない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バランス処理を安定的に実行可能な制御装置を提供することにある。

本発明に係る制御装置は、第１蓄電部と、切換部と、第２蓄電部と、給電部と、特性値導出部と、バランス処理部と、制御部とを備える。前記第１蓄電部は、複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する。前記切換部は、前記負荷の始動と停止とを切り替える。前記第２蓄電部は、充放電可能である。前記給電部は、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能である。前記特性値導出部は、前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する。前記バランス処理部は、前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能である。前記制御部は、前記第２蓄電部から電力供給を受ける。前記切換部が停止に切り替えられ且つ前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記制御部は、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第１コマンドを前記給電部に送信するとともに、前記バランス処理の実行を指示する第２コマンドを前記バランス処理部に送信する。

本発明によれば、バランス処理が安定的に実行される。

実施形態に係る制御装置を備える作業機械のブロック図である。 図１に示されるバッテリパックの構成例を示すブロック図である。 図１に示される制御装置の処理を示すフローチャートである。 図１に示される制御装置の処理の第１変形例を示すフローチャートである。 特性値と、第１閾値、第２閾値及び第３閾値との関係を示す図である。 図１に示される制御装置の処理の第２変形例を示すフローチャートである。 図１に示される制御装置の処理の第３変形例を示すフローチャートである。 図１に示されるディスプレイの表示画面例を示す図である。 第５変形例に係る制御装置を備える作業機械をブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態及び各種変形例を説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

［実施形態］
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００について説明する。作業機械２００は、例えば油圧ショベル又はホイルローダである。図１は、実施形態に係る制御装置１００を備える作業機械２００のブロック図である。図１に示されるように、作業機械２００は、制御装置１００と、負荷としての電動モータ２０１と、油圧ポンプ２０２と、コントロールバルブ２０３と、油圧アクチュエータ２０４とを備えている。

電動モータ２０１は、例えば三相交流モータであり、インバータ３から交流電力が与えられると、駆動力を生成する。油圧ポンプ２０２は、電動モータ２０１からの駆動力により動作する。その結果、コントロールバルブ２０３を介して油圧アクチュエータ２０４に作動油が供給される。油圧アクチュエータ２０４は、例えば、ブームシリンダ、アームシリンダ、作業具シリンダ、スイング用油圧シリンダ、旋回用の油圧シリンダである。

制御装置１００は、電動モータ２０１と電気的に接続されており、電動モータ２０１への電力供給を制御する。制御装置１００は、整流器１と、バッテリパック２と、インバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ（以下、「コンバータ」と略記する。）４と、低電圧バッテリ５と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６と、自己保持回路７と、キースイッチ８と、ディスプレイ９とを備える。

バッテリパック２は、第１蓄電部の一例である。コンバータ４は、給電部の一例である。低電圧バッテリ５は、第２蓄電部の一例である。ＥＣＵ６は、制御部の一例である。キースイッチ８は、切換部の一例である。ディスプレイ９は、表示部の一例である。

整流器１は、外部電源３００から給電経路３０１を介して交流電圧（交流電力）の供給を受けることが可能である。外部電源３００は、例えば商用電源又は電源装置である。給電経路３０１は、例えば電力ケーブルである。整流器１は更に、バッテリパック２とインバータ３とに電気的に接続されている。整流器１は、作業機械２００の動作モードが第１モードであるとき、交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧をバッテリパック２に与える。整流器１は更に、動作モードが第２モードであるとき、交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧をインバータ３に与える。整流器１は更に、動作モードが第３モードであるとき、整流器１からバッテリパック２及びインバータ３への給電経路を遮断する。その結果、バッテリパック２により直流電圧がインバータ３に与えられる。第１モード、第２モード及び第３モードは、作業機械２００に設けられたモードスイッチ（図示せず）により選択的に切り替えられる。

バッテリパック２は、充放電可能な二次電池である。バッテリパック２は、典型的には、リチウムイオンバッテリである。バッテリパック２は、第１モードのとき、整流器１から直流電圧が与えられることで、充電を行う。バッテリパック２は、第３モードのときには放電することにより、直流電圧をインバータ３に与える。

インバータ３は、整流器１又はバッテリパック２から与えられた直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を電動モータ２０１に与える。換言すると、バッテリパック２は、インバータ３を介して、負荷としての電動モータ２０１に交流電圧を与える。

コンバータ４は、バッテリパック２から与えられる直流電圧を降圧して、低電圧バッテリ５の充電に適した直流電圧に変換する。コンバータ４は、変換した直流電圧を低電圧バッテリ５に与える。即ち、コンバータ４は、バッテリパック２から低電圧バッテリ５に電力供給が可能である。

低電圧バッテリ５は、充放電可能な二次電池である。低電圧バッテリ５は、リチウムイオンバッテリに限らず、鉛蓄電池でもよい。低電圧バッテリ５は、コンバータ４から直流電圧が与えられることで充電を行う。低電圧バッテリ５は、給電経路１０１を介してＥＣＵ６に電気的に接続されている場合に、直流電圧をＥＣＵ６に与える。

ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５からの直流電圧により動作する。即ち、ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５から電力供給を受ける。ＥＣＵ６は、回路基板上に実装された各種ＩＣを有する。各種ＩＣは、例えば電源回路及びマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータは、メモリを内蔵する。なお、メモリは、マイクロコンピュータとは別のＩＣとして回路基板に実装されてもよい。メモリは、制御プログラム及び各種データを記憶する。マイクロコンピュータは、動作を開始すると、制御プログラムの実行を開始し、作業機械２００の構成各部を制御する。

自己保持回路７は、給電経路１０１上に設けられたリレーの動作を保持する回路である。自己保持回路７は、キースイッチ８からの始動信号が入力されると、リレーをオンにする。その結果、ＥＣＵ６と低電圧バッテリ５とは給電経路１０１により電気的接続される。即ち、低電圧バッテリ５からＥＣＵ６への電力供給が開始される。自己保持回路７は、ＥＣＵ６から解除信号が入力されると、リレーをオフにする。その結果、給電経路１０１が遮断される。

キースイッチ８は、作業機械２００のステアリングホイール（図示せず）の付近に配置されている。キースイッチ８は、作業員の操作により、作業機械２００の始動（即ち、オン）と停止（即ち、オフ）とを切り替えるスイッチである。即ち、キースイッチ８は、負荷としての電動モータ２０１の始動と停止とを切り替える。キースイッチ８は、始動に切り換えられると、始動信号を自己保持回路７に送信する。また、キースイッチ８が始動に切り換えられると、作業機械２００のエンジン（図示せず）が始動する。それに対し、キースイッチ８は、停止に切り替えられることにより、停止信号をＥＣＵ６に送信する。また、キースイッチ８が停止に切り換えられると、エンジンが停止する。

※請求項６の構成
ディスプレイ９は、作業機械２００の運転座席（図示せず）の付近に配置されている。ディスプレイ９は、ＥＣＵ６から送信されてくる各種画像データが示す画像を画面に表示する。特に、ディスプレイ９は、バランス処理（後述）の実行中にバランス処理に関連する画像を画面に表示する。

次に、図２を参照して、バッテリパック２の詳細について説明する。図２は、図１に示されるバッテリパック２の構成例を示すブロック図である。図２に示されるように、バッテリパック２は、４つのバッテリモジュール２１と、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）２２とを備える。なお、バッテリモジュール２１は、組電池とも呼ばれる。バッテリモジュール２１の数は１以上であればよい。

各バッテリモジュール２１は、ＣＭＵ（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）２１１と、４つのバッテリセル２１２と、４つのセルバランス回路２１３と、４つの電圧検出回路２１４とを有する。即ち、バッテリパック２は、複数のバッテリセル２１２を有する。なお、図２では、都合上、参照符号「２１１」，「２１２」，「２１３」，「２１４」は、１つのＣＭＵと、１つのバッテリセルと、１つのセルバランスと、１つの電圧検出回路とに付されている。

ＣＭＵ２１１は、同一バッテリモジュール２１が有する４つのバッテリセル２１２の状態を制御する。

各バッテリセル２１２は、充放電可能である。バッテリセル２１２は、バッテリパック２に合計１６個設けられる。１６個のバッテリセル２１２は、直列に接続される。また、１６個のバッテリセル２１２の各々には、セルバランス回路２１３と電圧検出回路２１４とが１つずつ並列に接続される。

各セルバランス回路２１３は、放電抵抗及びスイッチング素子を有する。スイッチング素子は、同一バッテリモジュール２１に含まれるＣＭＵ（以下、「対応ＣＭＵ」と記載する。）２１１の制御下でオンオフにされる。スイッチング素子がオンの間、放電抵抗と並列接続されたバッテリセル２１２が放電する。その結果、バッテリパック２が有するセル電圧のばらつきが低減する。

各電圧検出回路２１４は、対応ＣＭＵ２１１の制御下で、自身と並列接続されたバッテリセル２１２の電圧（以下、「セル電圧」と記載する。）を検出して、検出されたセル電圧を対応ＣＭＵ２１１に出力する。

ＢＭＵ２２は、バッテリパック２に含まれる４つのバッテリモジュール２１の状態を制御する。ＢＭＵ２２は、特性値導出部の一例であって、各電圧検出回路２１４からのセル電圧を、各ＣＭＵ２１４から取得する。ＢＭＵ２２は、取得した各セル電圧のばらつきを示す特性値を導出する。ＢＭＵ２２は、導出した特性値を、ＥＣＵ６に出力する。詳細には、特性値は、全てのセル電圧における最大値と最小値との差である。

次に、図１から図３を参照して、制御装置１００の処理について詳説する。図３は、図１に示される制御装置１００の処理を示すフローチャートである。

図３に示されるように、制御プログラムが実行されている場合に、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ６は、キースイッチ８から停止信号を受信したことに応じて、特性値の送信要求をＢＭＵ２２に送信する。

ステップＳ１０２において、ＢＭＵ２２は、送信要求の受信に応じて、各電圧検出回路２１４からセル電圧を取得する。ＢＭＵ２２は、取得したセル電圧に基づいて特性値を導出する。ＢＭＵ２２は、導出した特性値をＥＣＵ６に送信する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ６は、受信した特性値が第１閾値以上であるか否かを判定する。第１閾値は、セル電圧のばらつきが大きいか小さいかを示す基準値である。ＥＣＵ６は、特性値が第１閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０４を実行する。一方、ＥＣＵ６は、特性値が第１閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０５を実行する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６は、自己保持回路７に解除信号を送信する。自己保持回路７は、解除信号の受信に応じて、リレーをオフにすることにより給電経路１０１を遮断する。その結果、作業機械２００は停止する。

ステップＳ１０５は、キースイッチ８が停止に切り換えられ、且つＢＭＵ２２により導出された特性値が第１閾値以上である場合に実行される。ステップＳ１０５において、ＥＣＵ６は、第１コマンドをコンバータ４に送信するとともに第２コマンドをＢＭＵ２２に送信する。第１コマンドは、バッテリパック２から低電圧バッテリ５への電力供給を指示するためのコマンドである。第２コマンドは、バランス処理の実行を指示するためのコマンドである。

コンバータ４は、第１コマンドの受信に応じて、バッテリパック２から低電圧バッテリ５に直流電圧を与え、低電圧バッテリ５に充電させる。従って、ＥＣＵ６には、低電圧バッテリ５からの直流電圧が与えられ続ける。その結果、下記のバランス処理が安定的に実行される。

ＢＭＵ２２は、第２コマンドの受信に応じて、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示する。各ＣＭＵ２１１は、同一バッテリモジュール２１が有する４つのバッテリセル２１２のうち、少なくとも１つの対象バッテリセル２１２を特定する。対象バッテリセル２１２は、少なくとも、最大のセル電圧を有するバッテリセル２１２を含む。各ＣＭＵ２１１は、対象バッテリセル２１２に並列接続されたセルバランス回路（以下、「対応セルバランス回路」と記載する。）２１３のスイッチング素子をオンにする。その結果、対象バッテリセル２１２は放電を行う。その結果、各セル電圧のばらつきが低減する。なお、各ＣＭＵ２１１は、各対応セルバランス回路２１３のスイッチング素子を適宜オフにする。各スイッチング素子をオフにするための条件又はタイミングは、公知技術を適用可能である。各ＣＭＵ２１１は、対応セルバランス回路２１３のスイッチング素子をオフにしたことに応じて、バランス処理の終了通知をＢＭＵ２２に送信する。なお、ＢＭＵ２２及び各ＣＭＵ２１１は、バランス処理部の一例である。ＢＭＵ２２は、全ＣＭＵ２１１から終了通知を受信したことに応じて、バランス処理の終了通知を送信する。

ＥＣＵ６は、ＢＭＵ２２からバランス処理の終了通知を受信したことに応じて、ステップＳ１０５を終了して、ステップＳ１０４を実行する。

［第１変形例］
次に、図１、図２及び図４を参照して、制御装置１００の処理の第１変形例について詳説する。図４は、図１に示される制御装置１００の処理の第１変形例を示すフローチャートである。

図４に示されるように、制御プログラムを実行している場合に、制御装置１００は、ステップＳ２０１～Ｓ２１２を実行する。これらのうち、ステップＳ２０１～Ｓ２０５は、図３のステップＳ１０１～Ｓ１０５と同様であるため、それぞれの説明を控える。

ステップＳ２０５の次に、ステップＳ２０６が実行される。ステップＳ２０６において、ＢＭＵ２２は更に、第２コマンドの受信に応答して、各電圧検出回路２１４から現在のセル電圧を取得する。ＢＭＵ２２は、取得したセル電圧に基づいて特性値を導出する。ＢＭＵ２２は、導出した特性値をＥＣＵ６に送信する。

ステップＳ２０７において、ＥＣＵ６は、受信した特性値が第３閾値に到達したか否かを判定する。第３閾値は、後述の第２閾値よりも小さく、バランス処理を終了してもよいか否かを示す基準値である。ＥＣＵ６は、特性値が第３閾値に到達したと判定した場合（ステップＳ２０７でＹｅｓ）、ステップＳ２０８を実行する。一方、ＥＣＵ６は、特性値が第３閾値に到達していないと判定した場合（ステップＳ２０７でＮｏ）、ステップＳ２０９を実行する。

ステップＳ２０８において、ＥＣＵ６は、第２コマンドの送信を停止する。その結果、ＢＭＵ２２は、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示しなくなる。ステップＳ２０８の実行後、ステップＳ２０４を実行する。

ステップＳ２０９において、ＥＣＵ６は、受信した特性値が第２閾値に到達したか否かを判定する。第２閾値は、第１閾値よりも小さく、第３閾値よりも大きい。第２閾値は、バッテリパック２から低電圧バッテリ５への電力供給を停止してもよいか否かを示す基準値である。ＥＣＵ６は、特性値が第２閾値に到達したと判定した場合（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、ステップＳ２１０を実行する。一方、ＥＣＵ６は、特性値が第２閾値に到達していないと判定した場合（ステップＳ２０９でＮｏ）、ステップＳ２０６を実行する。

ステップＳ２１０において、ＥＣＵ６は、第１コマンドの送信を停止する。従って、バッテリパック２から低電圧バッテリ５への電力供給が停止される。即ち、バランス処理が実行されている場合であっても、特性値が低下してくれば、低電圧バッテリ５への電力供給が停止される。ステップＳ２１０の実行後、ステップＳ２１１が実行される。

次に、ステップＳ２１１において、ＥＣＵ６は、低電圧バッテリ５の現在の電圧値が第４閾値に到達しているか否かを判定する。第４閾値は、低電圧バッテリ５への電力供給を再開するか否かを示す基準値である。電圧値が第４閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、ステップＳ２０４が実行される。一方、電圧値が第４閾値以下であると判定した場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１２が実行される。

ステップＳ２１２において、ＥＣＵ６は、第１コマンドをコンバータ４に送信する。その結果、低電圧バッテリ５への電力供給が再開されるため、バランス処理が安定的に実行される。ゆえに、キースイッチ８が次回始動に切り換えられた場合に、低電圧バッテリ５は、ＥＣＵ６に安定的に電力を供給できる。ステップＳ２１２の実行後、ステップＳ２０４が実行される。

次に、図５を参照して、第１変形例の詳細な効果について説明する。図５は、特性値と、第１閾値、第２閾値及び第３閾値との関係を示す図である。図５及び以下の説明では、特性値、第１閾値、第２閾値及び第３閾値には、参照符号として「Ｖｄ」、「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」がそれぞれ付されている。

図５に示されるように、特性値Ｖｄが第１閾値Ｖ１以上である場合には、低電圧バッテリ５に電力が供給されつつバランス処理が実行される。換言すると、バランス処理を実行中に、低電圧バッテリ５の充電量がゼロになり難い。従って、バランス処理は、安定的に実行される。

バランス処理と、低電圧バッテリ５への電力供給が更に実行されることで、特性値Ｖｄは、徐々に小さくなり、やがて第２閾値Ｖ２に到達する。特性値Ｖｄが第２閾値Ｖ２に到達したことに応じて、低電圧バッテリ５への電力供給が停止される。即ち、バッテリパック２からの放電が停止される。従って、特性値Ｖｄが第２閾値Ｖ２に到達した後では、低電圧バッテリ５への給電が停止される。よって、バッテリパック２の放電に起因する特性値Ｖｄのばらつきが抑制される。即ち、バランス処理が精度よく実行される。その結果、特性値Ｖｄ（即ち、ばらつき）が更に安定的に抑制されることになる。そして、特性値Ｖｄが第３閾値Ｖ３に到達したことに応じて、バランス処理の実行が終了する。

なお、特性値Ｖｄが第２閾値Ｖ２に到達した後に、低電圧バッテリ５の現在の電圧値が第４閾値以下になったことに応じて、低電圧バッテリ５への電力供給が再開される。

［第２変形例］
次に、図１、図２及び図６を参照して、制御装置１００の処理の第２変形例について詳説する。図６は、図１に示される制御装置１００の処理の第２変形例を示すフローチャートである。

図６に示されるように、制御プログラムを実行している場合に、制御装置１００は、ステップＳ３０１～Ｓ３０８を実行する。これらのうち、ステップＳ３０１～Ｓ３０６は、図４のステップＳ２０１～Ｓ２０６と同様であるため、それぞれの説明を控える。

ステップＳ３０７は、ステップＳ３０６の次に実行される。ステップＳ３０６において、ＥＣＵ６は、受信した特性値が第５閾値に到達したか否かを判定する。第５閾値は、第１閾値よりも小さく、少なくともバランス処理を終了してもよいか否かを示す基準値である。ＥＣＵ６は、特性値が第５閾値に到達したと判定した場合（ステップＳ３０７でＹｅｓ）、ステップＳ３０８を実行する。一方、ＥＣＵ６は、特性値が第５閾値に到達していないと判定した場合（ステップＳ３０７でＮｏ）、ステップＳ３０５を実行する。

ステップＳ３０８において、ＥＣＵ６は、第２コマンドの送信を停止する。その結果、ＢＭＵ２２は、バランス処理の実行を各ＣＭＵ２１１に指示しなくなる。ステップＳ３０８において、ＥＣＵ６は更に、第４コマンドを自己保持回路７に送信する。第４コマンドは、給電経路１０１の遮断を指示するためのコマンドである。自己保持回路７は、第４コマンドの受信に応じて、リレーをオフにする。その結果、給電経路１０１が遮断される。即ち、ステップＳ３０８により、バランス処理の終了と、給電経路１０１の遮断とが一括的に行われる。従って、第２変形例は、第１変形例と比較して、ＥＣＵ６の処理負荷が軽減されるという効果を有する。

［第３変形例］
次に、図１、図２及び図７を参照して、制御装置１００の処理の第３変形例について詳説する。図７は、図１に示される制御装置１００の処理の第３変形例を示すフローチャートである。

図７に示されるように、制御プログラムを実行している場合に、制御装置１００は、ステップＳ４０１～Ｓ４０７を実行する。これらのうち、ステップＳ４０１～Ｓ４０５は、図３のステップＳ１０１～Ｓ１０５と同様であるため、それぞれの説明を控える。

ステップＳ４０６は、ステップＳ４０５の次に実行される。ステップＳ４０６において、ＥＣＵ６は、キースイッチ８が始動に切り換えられたか否かを判定する。キースイッチ８が始動に切り換えられていないと判定した場合（ステップＳ４０６でＮｏ）、バランス処理を継続するために、ステップＳ４０５が実行される。一方、キースイッチ８が始動に切り換えられたと判定した場合（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、バランス処理を終了するために、ステップＳ４０７が実行される。

ステップＳ４０７において、ＥＣＵ６は、第２コマンドの送信を停止し、第５コマンドをインバータ３に送信する。第５コマンドは、負荷としての電動モータ２０１を始動させるためのコマンドである。インバータ３は、第５コマンドの受信に応じて、インバータ３を介して、負荷としての電動モータ２０１に交流電圧を与える。その結果、作業機械２００が始動する。第３変形例によれば、バランス処理の実行中であっても、作業機械２００を使用可能となる。

第１変形例又は第２変形例においても、バランス処理の実行中に、キースイッチ８が始動に切り換えられたことに応じて、ＥＣＵ６は、第５コマンドを実行してもよい。

［第４変形例］
次に、図１及び図８を参照して、制御装置１００の処理の第４変形例について詳説する。図８は、図１に示されるディスプレイ９の表示画面例を示す図である。

ＥＣＵ６は、バランス処理の実行中に、図８に示されるような画面９１をディスプレイ９に表示する。画面９１は、バランス処理に関連している。詳細には、画面９１は、第１文字列９１１及び第２文字列９１２の少なくとも一方と、第３文字列９１３とを含む。第１文字列９１１は、バランス処理の終了後に制御装置１００が停止することを示す文字列である。第２文字列９１２は、バランス処理の実行中にキースイッチ８により作業機械２００を始動に切り替えることが可能であることを示す文字列である。第３文字列９１３は、バランス処理が実行されていることを示す文字列である。

第４変形例によれば、作業機械２００のオペレータは、画面９１における第１文字列９１１及び第２文字列９１２の少なくとも一方と、第３文字列９１３とを視認することで、作業機械２００の現状を容易に理解できる。

［第５変形例］
次に、図１及び図９を参照して、制御装置１００の第５変形例について詳説する。図９は、第５変形例に係る制御装置１００を備える作業機械２００をブロック図である。図９に示されるように、第５変形例の制御装置１００は、実施形態の制御装置１００と比較すると、ディスプレイ９の代わりに発光素子９２を備える点で相違する。発光素子９２は、表示部の他の例である。

発光素子９２は、ＥＣＵ６の制御下でバランス処理の実行中に光を出射する。出射光は、バランス処理の実行中であることを示す。また、出射光の光強度は、ディスプレイ９の光強度より大きい。その結果、作業機械２００のオペレータは、作業機械２００の遠隔から作業機械２００の現状を理解できる。

以上、図面を参照して本開示の実施形態について説明した。ただし、本開示は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

また、図面は、本開示の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本開示の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

（１）実施形態では、電動モータ２０１が三相交流モータであるため、バッテリパック２は、インバータ３を介して、負荷としての電動モータ２０１に交流電力を与える。しかし、これに限らず、電動モータ２０１が直流モータの場合には、バッテリパック２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ又は直接的に電動モータ２０１に直流電圧を与えることができる。

（２）実施形態では、特性値は、全てのセル電圧における最大値と最小値との差であった。しかし、これに限らず、特性値は、全てのセル電圧の分散又は標準偏差でもよい。他にも、バッテリモジュール２１ごとにセル電圧の最小値（即ち、実施形態では４つのセル電圧）が選択される。選択されたセル電圧における最大値と最小値との差が特性値として導出されてもよい。

（３）実施形態では、制御装置１００は、作業機械２００の電動モータ２０１を制御していた。しかし、これに限らず、制御装置１００は、例えば電気自動車のモータを制御してもよい。他にも、制御装置１００は、バッテリパック２を備える電気機器又は電子機器に適用可能である。

（４）また、実施形態では、制御装置１００は、使用者により運転される作業機械２００に適用されていた。しかし、これに限らず、制御装置１００は、遠隔操作可能な作業機械２００に適用されてもよい。この場合、制御装置１００は、キースイッチ８の代わりに、始動及び停止が切り換えるためのリモートコントローラを備える。他にも、制御装置１００は、自動運転可能な作業機械２００に適用されてもよい。この場合、制御装置１００は、キースイッチ８の代わりに、ＥＣＵ６が作業機械２００の始動及び停止を切り換える。

本願は、以下の付記を開示する。以下の付記は、本発明を限定するものではない。

（付記１）
複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
前記負荷の始動と停止とを切り替える切換部と、
充放電可能な第２蓄電部と、
前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と、
前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
前記第２蓄電部から電力供給を受ける制御部と
を備え、
前記切換部が停止に切り替えられ且つ前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記制御部は、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第１コマンドを前記給電部に送信するとともに、前記バランス処理の実行を指示する第２コマンドを前記バランス処理部に送信する、制御装置。

（付記２）
前記制御部は、前記バランス処理の実行中に、
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値より小さい第２閾値に到達した場合に、前記第１コマンドの送信を停止し、
前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第２閾値より小さい第３閾値に到達した場合に、前記第２コマンドの送信を停止し、
前記第２蓄電部の電圧が第４閾値に到達した場合に、前記第１コマンドを前記給電部に送信する、付記１に記載の制御装置。

（付記３）
前記制御部は、前記バランス処理の実行中に、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値より小さい第５閾値に到達した場合に、前記第２コマンドを前記バランス処理部に送信することを停止するとともに、前記第２蓄電部から前記制御部への給電経路の遮断を指示するための第４コマンドを送信する、付記１又は付記２に記載の制御装置。

（付記４）
前記特性値は、前記複数のバッテリセルの個々の電圧における最大値と最小値との差である、付記１から付記３のいずれかに記載の制御装置。

（付記５）
前記制御部は、前記バランス処理の実行中に前記切換部が始動に切り替えられた場合に、前記負荷を始動させる第５コマンドを前記負荷に送信する、付記１から付記４のいずれかに記載の制御装置。

（付記６）
前記バランス処理の実行中に前記バランス処理に関連する画面を表示する表示部を更に備える、付記１から付記５のいずれかに記載の制御装置。

（付記７）
前記制御部は、第１文字列及び第２文字列の少なくとも一方、並びに第３文字列を含む第３画像を生成し、
前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、付記１から付記６のいずれかに記載の制御装置。

（付記８）
発光素子を更に備え、
前記制御部は、前記バランス処理部が前記バランス処理を実行している場合に、前記発光素子を点灯させる、付記１から付記７のいずれかに記載の制御装置。

本発明は、制御装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

１００ 制御装置
１ 整流器
２ バッテリパック
２１ バッテリモジュール
２１１ ＣＭＵ
２１２ バッテリセル
２１３ セルバランス回路
２１４ 電圧検出回路
２２ ＢＭＵ
３ インバータ
４ コンバータ
５ 低電圧バッテリ
６ ＥＣＵ
７ 自己保持回路
８ キースイッチ
９ ディスプレイ
９１ 画面
９２ 発光素子
１０１ 給電経路
２００ 作業機械

Claims (8)

1. 複数のバッテリセルを有しており、負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
   前記負荷の始動と停止とを切り替える切換部と、
   充放電可能な第２蓄電部と、
   前記第１蓄電部から前記第２蓄電部に電力供給可能な給電部と、
   前記複数のバッテリセルの各々の電圧のばらつきを示す特性値を導出する特性値導出部と、
   前記電圧のばらつきを低減するバランス処理を実行可能なバランス処理部と、
   前記第２蓄電部から電力供給を受ける制御部と
   を備え、
   前記切換部が停止に切り替えられ且つ前記特性値導出部により導出された前記特性値が第１閾値以上である場合に、前記制御部は、前記第１蓄電部から前記第２蓄電部への電力供給を指示する第１コマンドを前記給電部に送信するとともに、前記バランス処理の実行を指示する第２コマンドを前記バランス処理部に送信する、制御装置。
2. 前記制御部は、前記バランス処理の実行中に、
   前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値より小さい第２閾値に到達した場合に、前記第１コマンドの送信を停止し、
   前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第２閾値より小さい第３閾値に到達した場合に、前記第２コマンドの送信を停止し、
   前記第２蓄電部の電圧が第４閾値に到達した場合に、前記第１コマンドを前記給電部に送信する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記バランス処理の実行中に、前記特性値導出部により導出された前記特性値が前記第１閾値より小さい第５閾値に到達した場合に、前記第２コマンドを前記バランス処理部に送信することを停止するとともに、前記第２蓄電部から前記制御部への給電経路の遮断を指示するための第４コマンドを送信する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記特性値は、前記複数のバッテリセルの個々の電圧における最大値と最小値との差である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記バランス処理の実行中に前記切換部が始動に切り替えられた場合に、前記負荷を始動させる第５コマンドを前記負荷に送信する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記バランス処理の実行中に前記バランス処理に関連する画面を表示する表示部を更に備える、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記制御部は、第１文字列及び第２文字列の少なくとも一方、並びに第３文字列を含む第３画像を生成し、
   前記第１文字列は、前記バランス処理の終了後に前記制御装置が停止することを示し、
   前記第２文字列は、前記バランス処理の実行中に前記切換部により始動に切り替えることが可能であることを示し、
   前記第３文字列は、前記バランス処理が実行されていることを示す、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。
8. 発光素子を更に備え、
   前記制御部は、前記バランス処理部が前記バランス処理を実行している場合に、前記発光素子を点灯させる、請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御装置。

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