特開 2025-21686 制御方法、プログラム、制御システム、および、作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025021686

(43)【公開日】2025-02-14

(54)【発明の名称】制御方法、プログラム、制御システム、および、作業機械

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20250206BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023125584

(22)【出願日】2023-08-01

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今村 詩穂

(72)【発明者】

【氏名】八坂 賢史

(72)【発明者】

【氏名】鬼束 講介

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB01

5G503DA04

5G503FA06

5G503GB03

(57)【要約】

【課題】並列に接続される複数のバッテリを適切に利用することができる技術を提供する。
【解決手段】例示的な制御方法は、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、
前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、
前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、
を備える、制御方法。

【請求項2】

前記放電モードであって前記電圧差の最大値が前記電圧閾値内である場合に、前記放電処理を行うことなく、前記複数のバッテリ全ての前記リレーをオフからオンに切り替えることを備える、請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記放電処理においては、前記複数のバッテリのうち、最大電圧を有するバッテリとの電圧差が前記電圧閾値外となる低電圧バッテリ以外のバッテリの前記リレーがオンとされる、請求項１又は２に記載の制御方法。

【請求項4】

前記放電処理においては、前記低電圧バッテリから前記低電圧バッテリでなくなったバッテリの前記リレーが、オフからオンへと切り替えられる、請求項３に記載の制御方法。

【請求項5】

前記複数のバッテリの充電残量に基づき前記放電処理を実行するか否かを判定することを備える、請求項１又は２に記載の制御方法。

【請求項6】

前記放電処理における前記バッテリの放電は、電圧を降圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータを利用して行われる、請求項１又は２に記載の制御方法。

【請求項7】

前記複数のバッテリ全ての前記リレーがオンとされた場合、前記複数のバッテリは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく電動モータへ電力を供給可能に設けられる、請求項６に記載の制御方法。

【請求項8】

並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、
前記バッテリに放電させることが可能な放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、
前記バッテリの充電を行う充電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記電圧差の最大値を前記電圧閾値内とする充電処理を行うことと、
を備える、制御方法。

【請求項9】

前記放電モードであって前記電圧差の最大値が前記電圧閾値内である場合に、前記放電処理を行うことなく、前記複数のバッテリ全ての前記リレーをオフからオンに切り替えることを備える、請求項８に記載の制御方法。

【請求項10】

前記放電処理においては、前記複数のバッテリのうち、最大電圧を有するバッテリとの電圧差が前記電圧閾値外となる低電圧バッテリ以外のバッテリの前記リレーがオンとされる、請求項８又は９に記載の制御方法。

【請求項11】

前記放電処理においては、前記低電圧バッテリから前記低電圧バッテリでなくなったバッテリの前記リレーが、オフからオンへと切り替えられる、請求項１０に記載の制御方法。

【請求項12】

前記複数のバッテリの充電残量に基づき前記放電処理を実行するか否かを判定することを備える、請求項８又は９に記載の制御方法。

【請求項13】

前記放電処理における前記バッテリの放電は、電圧を降圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータを利用して行われる、請求項８又は９に記載の制御方法。

【請求項14】

前記複数のバッテリ全ての前記リレーがオンとされた場合、前記複数のバッテリは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく電動モータへ電力を供給可能に設けられる、請求項１３に記載の制御方法。

【請求項15】

並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、
前記バッテリの充電を行う充電モードであることを検出することと、
前記充電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする充電処理を行うことと、
を備える、制御方法。

【請求項16】

並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御する制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、
前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、
を実行する手段として機能させる、プログラム。

【請求項17】

並列に接続される複数のバッテリと、
前記バッテリごとに設けられるリレーと、
前記リレーを介して前記複数のバッテリを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替え、前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行う、制御システム。

【請求項18】

前記放電処理による待機中であることを表示する表示装置を備える、請求項１７に記載の制御システム。

【請求項19】

請求項１７又は１８に記載の制御システムと、
前記複数のバッテリから電力を供給される電動モータと、
前記電動モータの駆動により動かされる作業装置と、
を備える、作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、並列に接続される複数のバッテリを制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動モータを駆動することにより作業装置を動作させることができる電動式の作業機械が知られる（例えば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、電動作業機が、電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリユニットとを備えることが開示される。特許文献１においては、バッテリユニットは、互いに並列に接続される複数のバッテリを備える。また、電動作業機は、バッテリから電動モータへの電力供給経路をバッテリ毎に接続状態と遮断状態とに切り換える接続切換部を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－８０７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

互いに並列に接続される複数のバッテリを備える電動作業機においては、バッテリ間に電圧差があると、バッテリ毎に備えられる接続切換部を同時に接続状態とした場合に、意図しない電流が生じる可能性がある。そして、意図しない電流が生じた場合に、機器の破損が生じる可能性がある。

【0006】

本発明は、並列に接続される複数のバッテリを適切に利用することができ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】

【0007】

本発明の例示的な制御方法は、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

例示的な本発明によれば、並列に接続される複数のバッテリを適切に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】作業機械の概略の構成を示す側面図

【図2】作業機械の概略の構成を示すブロック図

【図3】制御システムの回路構成を示す概略図

【図4】電動モータが利用される際の制御システムの状態を示す模式図

【図5】並列間バランスをとる放電処理時における制御システムの状態を示す模式図

【図6】並列間バランスをとる充電処理時における制御システムの状態を示す模式図

【図7A】制御システムによって実行される制御処理の流れの一部を示すフローチャート

【図7B】制御システムによって実行される制御処理の流れの他の一部を示すフローチャート

【図7C】制御システムによって実行される制御処理の流れの図７Ｂとは異なる他の一部を示すフローチャート

【図8】並列間バランスをとる放電処理について説明するための模式図

【図9】制御システムが備える表示装置の画面例を示す模式図

【図10】並列間バランスをとる充電処理について説明するための模式図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。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。

【0011】

＜１．作業機械＞
図１は、本発明の実施形態に係る作業機械１００の概略の構成を示す側面図である。なお、図１において、Ｘ方向は前後方向、Ｙ方向は左右方向、Ｚ方向は上下方向である。Ｘ方向については、矢印が向く側が前側で、その反対側が後側である。Ｙ方向については、紙面手前側が左側、紙面奥側が右側である。Ｚ方向については、矢印が向く側が上側であり、その反対側が下側である。

【0012】

作業機械１００は、詳細にはバックホーである。作業機械１００は、クローラ式の走行体１０１と、走行体１０１の上側に配置される旋回体１０２と、旋回体１０２に取り付けられる作業装置１０３とを備える。

【0013】

走行体１０１は、左右一対のクローラ１０１ａと、左右一対の走行モータ１０２ｂと、を備える。各走行モータ１０２ｂは、油圧モータである。なお、走行モータ１０２ｂは電動モータとされてもよい。左右の走行モータ１０２ｂが、左右のクローラ１０１ａをそれぞれ駆動することにより、作業機械１００を前後進させることができる。

【0014】

旋回体１０２は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転可能に、走行体１０１に搭載される。旋回体１０２は、油圧モータとして構成される不図示の旋回モータにより駆動される。なお、旋回モータは電動モータとされてもよい。旋回体１０２は、右旋回と左旋回とを可能に設けられる。

【0015】

ここで、旋回体１０２が図１に示す前方を向いた状態であることを前提として、作業装置１０３の説明を行う。作業装置１０３は、ブーム１０３ａ、アーム１０３ｂ、および、バケット１０３ｃを備える。ブーム１０３ａ、アーム１０３ｂ、および、バケット１０３ｃは、独立して動作可能に設けられ、これにより、土砂等の掘削作業を行うことができる。

【0016】

ブーム１０３ａは、伸縮可能に設けられるブームシリンダ１０３ｄによって前後方向に揺動可能に設けられる。アーム１０３ｂは、伸縮可能に設けられるアームシリンダ１０３ｅによって鉛直面内で回動可能に設けられる。バケット１０３ｃは、伸縮可能に設けられるバケットシリンダ１０３ｆによって鉛直面内で回動可能に設けられる。作業装置１０３は、不図示のスイングシリンダによって左右方向に揺動可能に設けられる。ブームシリンダ１０３ｄ、アームシリンダ１０３ｅ、バケットシリンダ１０３ｆ、および、スイングシリンダは、油圧シリンダにより構成される。

【0017】

図２は、作業機械１００の概略の構成を示すブロック図である。図２に示すように、作業機械１００は制御システム１を備える。また、作業機械１００は、インバータ装置２と、電動モータ３と、パイロットポンプ４と、メインポンプ５と、電磁弁６と、リモコン弁７と、コントロールバルブ８と、油圧アクチュエータ９と、をさらに備える。なお、図２おける符号２００は、交流電源である。本実施形態において、交流電源２００は商用電源である。交流電源２００は、本実施形態において作業機械１００を構成する要素ではない。

【0018】

制御システム１は、詳細は後述するバッテリ１２１（図３等参照）に関わる制御を行うシステムである。制御システム１は、給電器１１と、バッテリユニット１２と、制御装置１３と、を備える。

【0019】

給電器１１は、交流電源２００から電力を供給可能に設けられる。給電器１１は、例えば、不図示のケーブルにより交流電源２００に接続可能に設けられ、ケーブルの接続により交流電源２００から電力を供給される。給電器１１は、交流電源２００の交流電圧を直流電圧に変換し、例えばバッテリユニット１２へ電力を供給する。なお、給電器１１は、インバータ装置２に電力を供給してもよい。

【0020】

バッテリユニット１２は、詳細は後述するように、充電および放電を可能に設けられる複数のバッテリ１２１（図３等参照）を含む。各バッテリ１２１は、給電器１１から電力を供給されて充電可能に設けられる。また、各バッテリ１２１は、蓄積した電力を電動モータ３へ供給可能に設けられる。バッテリ１２１は、例えば、リチウムイオン電池や鉛蓄電池等の二次電池で構成される。

【0021】

制御装置１３は、給電器１１およびバッテリユニット１２の制御を行う。本実施形態では、制御装置１３は、これらの他に、各種の制御要素を制御する。制御装置１３は、例えば、インバータ装置２および電磁弁６を制御する。

【0022】

制御装置１３は、いわゆるコンピュータ装置であり、コントローラ１３１とメモリ１３２とを含んで構成される。コントローラ１３１は、プロセッサ又はマイクロプロセッサ等の演算装置を含んで構成される。メモリ１３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような主記憶装置である。メモリ１３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）のような補助記憶装置をさらに含んでもよい。メモリ１３２は、各種のプログラム１３２ａやデータを記憶する。制御装置１３を構成するコントローラ１３１は、プログラム１３２ａをメモリ１３２から読み出し、プロフラムに従った演算処理を実行することによって、各種の機能を発揮する。

【0023】

なお、制御装置１３は、１つのハードウェアで構成されてもよいが、互いに通信可能な複数のハードウェアで構成されてもよい。コントローラ１３１の機能は、プログラムにしたがった演算処理を実行すること、すなわちソフトウェアにより実現されてよいが、他の手法により実現されてもよい。制御装置１３の少なくとも一部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて実現されてもよい。すなわち、制御装置１３の少なくとも一部の機能は、専用のＩＣ等を用いてハードウェアにより実現されてもよい。また、制御装置１３の少なくとも一部の機能は、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現されてもよい。

【0024】

インバータ装置２は、バッテリユニット１２から供給された電力を直流から交流に変換し、電動モータ３へ供給する。すなわち、作業機械１００は、複数のバッテリ１２１から電力を供給される電動モータ３を備える。なお、インバータ装置２は、給電器１１を介して交流電源２００から電力を供給されてもよい。インバータ装置２を介して駆動される電動モータ３は、回転磁界により回転速度が決定される三相交流モータである。電動モータ３が油圧ポンプ４、５を作動させることにより、油圧アクチュエータ９に圧油が供給される。

【0025】

電動モータ３は、パイロットポンプ４とメインポンプ５との２つの油圧ポンプを駆動する。パイロットポンプ４は、容量型ポンプであり、各油圧アクチュエータ９に対応する作業操作レバーに設けられたリモコン弁７に向けて作動油を供給する。メインポンプ５は、可変容量型ポンプであり、油圧アクチュエータ９に向けて作動油を供給する。メインポンプ５と油圧アクチュエータ９との間には、リモコン弁７から供給されるパイロット圧により作動油流路を切り換えるコントロールバルブ８が介装される。また、パイロットポンプ４とリモコン弁７との間には、電磁弁６が介装される。

【0026】

なお、油圧アクチュエータ９は、上記油圧ポンプ４、５から圧送された作動油を動力源とするアクチュエータの総称として用いている。本実施形態では、油圧アクチュエータ９には、ブームシリンダ１０３ｄ、アームシリンダ１０３ｅ、バケットシリンダ１０３ｆ、および、スイングシリンダ（不図示）が含まれる。すなわち、作業機械１００は、電動モータ３の駆動により動かされる作業装置１０３を備える。また、本実施形態では、油圧アクチュエータ９には、上述の走行モータ（不図示）および旋回モータ（不図示）も含まれる。

【0027】

制御装置１３は、インバータ装置２を介して電動モータ３の回転速度を制御することで、油圧ポンプ４、５による作動油の吐出量を制御する。さらに、電動モータ３の回転速度がエンコーダで検出され、制御装置１３へフィードバックされる。これにより、制御装置１３は、電動モータ３の高精度な運転を実現する。また、制御装置１３は、電磁弁６の開閉を制御することにより、油圧アクチュエータ９の動作を制御する。例えば、制御装置１３は、電磁弁６を閉弁状態とすることにより、リモコン弁７を介してコントロールバルブ８のパイロットポートへ送られる作動油の供給を阻止し、油圧アクチュエータ９の駆動を停止する。

【0028】

なお、本実施形態では、本発明の制御システムを備える作業機械１００を、バックホーとしているが、これは例示である。本発明の制御システムを備える作業機械１００は、バックホー以外の建設機械や、農作業機械等であってもよい。また、本発明の制御システムは、作業機械以外にも適用可能であり、例えば自動車、鉄道車両、船舶等、並列に接続される複数のバッテリを備える装置に広く適用可能である。

【0029】

＜２．制御システム＞
次に、本実施形態の制御システム１について、詳細に説明する。

【0030】

図３は、本発明の実施形態に係る制御システム１の回路構成を示す概略図である。なお、制御システム１の構成について理解を容易とするために、図３には、制御システム１の構成要素以外の要素も含まれている。制御システム１の構成要素以外の要素には、交流電源２００、インバータ装置２、電動モータ３、および、補機類１０が含まれる。ただし、これらのうちの少なくとも一部は、制御システム１に含まれてもよい。補機類１０は、一つの装置で構成されても、複数の装置で構成されてもよい。例えば、補機類１０には、上述の電磁弁６や、不図示の表示装置等が含まれる。表示装置は、作業機械１００のオペレータに対して各種の案内を示すモニタを有する装置である。

【0031】

なお、図３において、太い実線Ｌ１は高電圧用の送電線（以下、高圧電線と表現する）を示す。また、細い実線Ｌ３は、制御信号を送信するための制御信号線を示す。また、太い実線と細い実線との間の太さの実線Ｌ３（中間線Ｌ３）は、低電圧用の送電線（以下、低電圧線と表現する）を示す。

【0032】

図３に示すように、バッテリユニット１２が備える複数のバッテリ１２１は、互いに並列に接続される。すなわち、制御システム１は、並列に接続される複数のバッテリ１２１を備える。なお、図３に示す例では、バッテリ１２１の数は２つであるが、３つ以上であってもよい。

【0033】

バッテリユニット１２は、複数のバッテリ１２１の他に、リレー１２２およびバッテリマネージメントユニット（ＢＭＵ：Battery Management Unit）１２３を備える。

【0034】

リレー１２２は、バッテリ１２１ごとに設けられる。すなわち、制御システム１は、バッテリ１２１ごとに設けられるリレー１２２を備える。各リレー１２２は、各バッテリ１２１に直列で接続される。リレー１２２は、バッテリ１２１を充放電経路に対して接続する状態（オン状態）と、バッテリ１２１を充放電経路に対して遮断する状態（オフ状態）との切り替えを行う。すなわち、リレー１２２は、オンオフされる。図３に示す例では、第１リレー１２２ａは、第１バッテリ１２１ａに直列に接続される。また、第２リレー１２２ｂは、第２バッテリ１２１ｂに直列に接続される。なお、リレー１２２は、有接点リレー（メカニカルリレー）であっても、無接点リレー（ＭＯＳ ＦＥＴリレー等）であってもよい。

【0035】

ＢＭＵ１２３は、複数のバッテリ１２１の監視および制御を行う。ＢＭＵ１２３は、例えば、各バッテリ１２１の温度および電圧等を管理する。なお、各バッテリ１２１には、温度や電圧を測定する測定手段（不図示）が設けられる。ＢＭＵ１２３は、必要に応じて、各リレー１２２のオンオフの切り替えを行う。本実施形態では、ＢＭＵ１２３は、制御装置１３からの指示に応じてリレー１２２のオンオフを行うことがある。すなわち、制御装置１３は、リレー１２２のオンオフを制御する。リレー１２２のオンオフの制御により、バッテリ１２１の充放電を制御することができる。したがって、本実施形態の制御システム１は、リレー１２２を介して複数のバッテリ１２１を制御する制御装置１３を備えると言える。

【0036】

図３に示すように、制御システム１は、上述した給電器１１、バッテリユニット１２、および、制御装置１３の他に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、制御用バッテリ１５とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、高電圧の直流電圧を低電圧の直流電圧に変換する。制御用バッテリ１５は、制御基板に電源電力を供給する。制御用バッテリ１５は、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の二次電池で構成される。

【0037】

高電圧線Ｌ１は、給電器１１と各バッテリ１２１とをリレー１２２を介して接続する。また、高電圧線Ｌ１は、給電器１１とインバータ装置２とを接続する。また、高電圧線Ｌ１は、各バッテリ１２１とインバータ装置２とをリレー１２２を介して接続する。また、高電圧線Ｌ１は、各バッテリ１２１とＤＣ／ＤＣコンバータ１４とをリレー１２２を介して接続する。

【0038】

低電圧線Ｌ３は、制御用バッテリ１５と、インバータ装置２、補機類１０、制御装置１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、および、ＢＭＵ１２３とを接続する。すなわち、制御用バッテリ１５は、これら低電圧線Ｌ３で接続される複数の要素に電源電力を供給する。また、低電圧線Ｌ３は、給電器１１と、制御装置１３およびＢＭＵ１２３とを接続する。給電器１１は、交流電源２００への接続時において、制御装置１３およびＢＭＵ１２３へ電源電力を供給可能に設けられる。なお、給電器１１が交流電源２００へ接続される場合においても、制御用バッテリ１５が、制御装置１３およびＢＭＵ１２３へ電源電力を供給する構成であってもよい。

【0039】

制御信号線Ｌ２は、制御装置１３と、インバータ装置２、給電器１１、および、ＢＭＵ１２３とを接続する。すなわち、制御装置１３は、これら制御信号線Ｌ２で接続される複数の要素を制御可能に設けられる。

【0040】

図４は、電動モータ３が利用される際の制御システム１の状態を示す模式図である。なお、電動モータ３の利用は、例えば、作業機械１００が作業装置１０３を用いた作業を行う場合等が想定される。また、図４において、破線で示す部分は利用されないことを示す。

【0041】

図４に示すように、電動モータ３の利用時には、複数のバッテリ１２１の各リレー１２２がオンとされ、各バッテリ１２１からインバータ装置２へ電力が供給される。インバータ装置２が、供給された直流電力を交流電力に変換して電動モータ３へ供給することにより、電動モータ３が駆動する。電動モータ３の利用時には、制御装置１３が、制御用バッテリ１５から電源電力を供給されて、インバータ装置２およびＢＭＵ１２３を制御する。制御用バッテリ１５は、インバータ装置２、補機類１０、および、ＢＭＵ１２３へも電源電力を供給する。

【0042】

なお、電動モータ３の駆動は、交流電源２００からインバータ装置２へ電力を供給することによっても可能であるが、本実施形態では、通常時には、そのような利用方法は想定していない。また、複数のバッテリ１２１のうちの一部のみを用いて、電動モータ３を駆動させることも可能であるが、本実施形態では、通常時には、そのような利用方法は想定していない。

【0043】

その他、図示は省略するが、複数のバッテリ１２１の充電時には、複数のバッテリ１２１の各リレー１２２がオンとされ、給電器１１から各バッテリ１２１へ電力が供給される。これにより、各バッテリ１２１は充電される。充電時には、給電器１１から電力を供給される制御装置１３が、給電器１１およびＢＭＵ１２３の制御を行う。給電器１１は、ＢＭＵ１２３へも電力を供給する。

【0044】

なお、複数のバッテリ１２１（バッテリユニット１２）の充電時に、制御用バッテリ１５も充電されてよい。ただし、制御用バッテリ１５は、別の手法により充電される構成であってもよい。例えば、制御用バッテリ１５は、作業機械１００が電動モータ３とエンジンとを備えるハイブリッド式の作業機械である場合、エンジンによって駆動される発電機から供給される電力を蓄電する構成であってもよい。また、制御用バッテリ１５は、回生エネルギーを利用して充電される構成であってもよい。

【0045】

ところで、並列接続される複数のバッテリ１２１の中に、互いの電圧差が電圧閾値（所定の電圧幅）を超えるバッテリ１２１同士が存在すると、全てのバッテリ１２１のリレー１２２を同時にオンした場合に、電流が生じる。なお、電圧差が電圧閾値を超えるとは、電圧差が電圧閾値外となることに相当する。電圧差が電圧閾値以下であるとは、電圧差が電圧閾値以内であることに相当する。リレー１２２をオンした場合における電流の発生は、機器の故障の原因となり得る。電圧閾値は、バッテリ１２１およびその周辺の回路構成に応じて決まる。バッテリユニット１２においては、バッテリ１２１の内部抵抗や周辺回路の抵抗が小さくなる傾向にあり、電圧閾値は比較的小さくなる傾向がある。すなわち、並列に接続される複数のバッテリ１２１を有するバッテリユニット１２において、上記の電圧差に基づく電流が生じ易く、その対策が重要となる。以下、この対策について説明する。

【0046】

なお、本実施形態においては、通常使用を行っている場合、複数のバッテリ１２１の中に、互いの電圧差を電圧閾値外とする（電圧閾値を超えさせる）バッテリ１２１は生じ難い。このようなバッテリ１２１は、例えば、リレー１２２をオフとした状態で長期間放置した場合に生じる。また、このようなバッテリ１２１は、例えば、複数のバッテリ１２１のうち一部のみのリレー１２２をオンとし、一部のバッテリ１２１のみを利用して電動モータ３が駆動させるといった通常とは異なる使用状態が実行された場合にも生じる。

【0047】

本実施形態においては、制御装置１３は、バッテリ１２１に放電させることが可能な放電モードである場合に、複数のバッテリ１２１のうちの一部について、リレー１２２をオフからオンへ切り替える。そして、制御装置１３は、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行う。複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値は、複数のバッテリ１２１において電圧値が最大のバッテリ１２１と、電圧値が最小のバッテリ１２１との間で電圧値の差し引き（最大値－最小値）を行うことにより得られる。電圧差の最大値を電圧閾値内とするとは、電圧差の最大値を電圧閾値以下とすることに相当する。複数のバッテリ１２１内に、電圧値が最大となるバッテリ１２１は、１つだけでもよいが複数あってもよい。複数のバッテリ１２１内に、電圧値が最小となるバッテリ１２１は、１つだけでもよいが複数あってもよい。

【0048】

なお、詳細には、放電処理は、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリ１２１が存在すると判定される場合に実行される。ここで言う放電処理は、並列接続されるバッテリ１２１間の電圧のバランスをとって、互いの電圧差を小さくする処理（並列間バランスをとる処理）である。なお、放電が可能な放電モード（放電可能モード）は、バッテリ１２１の充電を行う充電モードでない場合が該当する。また、放電処理の開始前には、全てのリレー１２２がオフとなっている。

【0049】

このような並列間バランスをとる放電処理が行われることにより、並列に接続される複数のバッテリ１２１間における電圧差を小さくしてから、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンにすることができる。すなわち、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした場合に、意図しない電流が生じて機器の故障が生じるといった事態が発生することを防止できる。

【0050】

図５は、並列間バランスをとる放電処理時における制御システム１の状態を示す模式図である。図５に示す例では、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値は、２つのバッテリ１２１間における電圧差に相当する。そして、図５に示す例では、第１バッテリ１２１ａの電圧と、第２バッテリ１２１ｂの電圧との差は、電圧閾値を超える（電圧閾値外）である。

【0051】

図５に示すように、放電処理においては、複数のバッテリ１２１ａ、１２１ｂのうちの一部である第１バッテリ１２１ａについて、リレー１２２ａがオンとされる。すなわち、複数のバッテリ１２１ａ、１２１ｂのうち、電圧が高い方の第１バッテリ１２１ａのリレー１２２ａがオンとされ、電圧の低い方の第２バッテリ１２１ｂのリレー１２２ｂはオフとされる。これにより、電圧の高い方の第１バッテリ１２１ａのみが放電される。放電により第１バッテリ１２１ａの電圧が低下して第２バッテリ１２１ｂの電圧に近づくことにより、第１バッテリ１２１ａと第２バッテリ１２１ｂとの電圧差が電圧閾値内（電圧閾値以下）となる。電圧差が電圧閾値内となった時点で、第１バッテリ１２１ａの放電が停止される。

【0052】

そして、本実施形態では、放電処理におけるバッテリ１２１の放電は、電圧を降圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１４を利用して行われる。詳細には、第１バッテリ１２１ａの放電により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と接続される他の用途のバッテリへ電力が供給される。他の用途のバッテリは、当該電力供給により充電される。本実施形態では、他の用途のバッテリは、制御用バッテリ１５である。

【0053】

このような構成によれば、他の用途のバッテリ（制御用バッテリ１５）に充電を行いながら並列間バランスをとる処理を行うことができる。この結果、他の用途のバッテリ（制御用バッテリ１５）が過放電状態に陥る可能性を低減することができる。また、並列間バランスをとるための放電がＤＣ／ＤＣコンバータ１４を利用して行われるために、放電処理の制御を小さな電流で制御できる。この結果、精度良く並列間バランスをとることができる。

【0054】

なお、本実施形態では、放電された電力の一部は、制御装置１３およびＢＭＵ１２３の電源電力としても利用される。

【0055】

また、本実施形態においては、制御装置１３は、バッテリ１２１の充電を行う充電モードである場合に、複数のバッテリ１２１の一部について、リレー１２２をオフからオンへ切り替える。そして、制御装置１３は、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内（電圧閾値以下）とする充電処理を行う。なお、詳細には、充電処理は、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリ１２１が存在すると判定される場合に実行される。ここで言う充電処理は、並列接続されるバッテリ１２１間の電圧のバランスをとって、互いの電圧差を小さくする処理（並列間バランスをとる処理）である。なお、充電処理の開始前には、全てのリレー１２２がオフとなっている。また、充電モードにおける充電は、交流電源２００を用いた給電器１１による充電である。

【0056】

このような並列間バランスをとる充電処理が行われることにより、並列に接続される複数のバッテリ１２１間における電圧差を小さくしてから、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンにすることができる。すなわち、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした場合に、意図しない電流が生じて機器の故障が生じるといった事態が発生することを防止できる。

【0057】

図６は、並列間バランスをとる充電処理時における制御システム１の状態を示す模式図である。図６に示す例では、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値は、２つのバッテリ１２１間における電圧差に相当する。そして、図６に示す例では、第１バッテリ１２１ａの電圧と、第２バッテリ１２１ｂの電圧との差は、電圧閾値を超える（電圧閾値外）である。

【0058】

図６に示すように、充電処理においては、複数のバッテリ１２１ａ、１２１ｂのうちの一部である第２バッテリ１２１ｂについて、リレー１２２ｂがオンとされる。すなわち、複数のバッテリ１２１ａ、１２１ｂのうち、電圧が低い方の第２バッテリ１２１ｂのリレー１２２ｂがオンとされ、電圧の高い方の第１バッテリ１２１ａのリレー１２２ａはオフとされる。これにより、電圧の低い方の第２バッテリ１２１ｂのみが、給電器１１から供給される電力により充電される。充電により第２バッテリ１２１ｂの電圧が上昇して第１バッテリ１２１ａの電圧に近づくことにより、第１バッテリ１２１ａと第２バッテリ１２１ｂとの電圧差が電圧閾値内（電圧閾値以下）となる。電圧差が電圧閾値内となった時点で、第２バッテリ１２１ｂの充電が停止される。

【0059】

このような構成によれば、給電器１１から電力を供給しながら並列間バランスをとる処理が行われるために、バッテリユニット１２を構成するバッテリ１２１や、制御用バッテリ１５の充電容量を減らさずに、並列間バランスをとる処理を行うことができる。なお、並列間バランスをとる充電処理時においては、給電器１１が制御装置１３およびＢＭＵ１２３へ電力を供給する。

【0060】

＜３．制御方法の具体例＞
次に、制御システム１によって実行される制御方法（制御処理）について、具体例を挙げて説明する。なお、以下で説明する制御方法は、並列に接続される複数のバッテリ１２１を、バッテリ１２１ごとに設けられるリレー１２２を介して制御装置１３により制御する方法である。

【0061】

図７Ａは、制御システム１によって実行される制御処理の流れの一部を示すフローチャートである。図７Ｂは、制御システム１によって実行される制御処理の流れの他の一部を示すフローチャートである。図７Ｃは、制御システム１によって実行される制御処理の流れの図７Ｂとは異なる他の一部を示すフローチャートである。

【0062】

なお、図７Ａ～図７Ｃに示すフローチャートは、コンピュータ装置がコンピュータプログラムにしたがった演算処理を実行することで実現可能である。本実施形態において、当該コンピュータプログラムは、並列に接続される複数のバッテリ１２１を、バッテリ１２１ごとに設けられるリレー１２２を介して制御する制御方法をコンピュータ（コントローラ１３１）に実行させるプログラムである。また、当該コンピュータプログラムは、コンピュータにより読み取り可能な各種不揮発性記録媒体に記憶されて提供される。当該コンピュータプログラムは、１つのプログラムのみで構成されても良いが、協働する複数のプログラムによって構成されてもよい。

【0063】

ステップＳ１（図７Ａ参照）では、制御装置１３が、キースイッチがキーオンとなったか否かを監視する。キースイッチは、作業機械１００に備えられる。キースイッチは、例えば、いわゆるキーシリンダに鍵を差し込み、回転動作によって電気信号（キーオン信号およびキーオフ信号）を発する構成であってよい。ただし、キースイッチは、イモビライザを備えた電子キーを用いて認証を得られた場合に電気信号を発する構成や、押ボタンによって電気信号を発する構成であってもよい。キーオンは、電動モータ３の起動指示であり、作業機械１００のオペレータの動作により実現される。キーオンとなった場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、次のステップＳ２へ処理が進められる。キーオンとなっていない場合（ステップＳ１でＮｏ）、ステップＳ７（図７Ｂ参照）へ処理が進められる。

【0064】

なお、本実施形態では、キーオンとなった状態は、バッテリ１２１の充電を行う充電モードでなく、バッテリ１２１に放電させることが可能な放電モードの一形態である。このことから、ステップＳ１の処理は、放電モードを検出する処理と言える。すなわち、本実施形態の制御方法は、放電モードであることを検出することを備える。また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを放電モードであることを検出することを実行する手段として機能させる。

【0065】

ステップＳ２では、制御装置１３が、複数のバッテリ１２１のそれぞれが残量閾値内であるか否かを判定する。残量閾値内とは、バッテリ１２１の充電残量が残量閾値以上であることを意味する。残量閾値は、例えば、バッテリ１２１のＳＯＣ（State Of Charge）または電圧（セル電圧）に対して設定することができる。残量閾値は、例えば、バッテリ１２１が放電すべきでない状態である場合のＳＯＣ等の値に、マージンを加えた値とされる。バッテリ１２１が放電すべきでない状態は、例えばバッテリの規格等により決定される。本実施形態では、複数のバッテリ１２１のうちのいずれか一つでも、ＳＯＣ或いは電圧の値が残量閾値よりも小さい場合に、残量閾値内でないと判定される。残量閾内でない場合（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ３へ処理が進められる。残量閾値内である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ４へ処理が進められる。

【0066】

ステップＳ３では、制御装置１３が、オペレータに向けてバッテリ１２１の充電を要求する通知処理を行う。当該通知処理は、例えば、表示装置（モニタ）に充電を要求する通知を表示させる処理であってよい。また、通知処理は、表示装置に表示させる処理に代えて、或いは、加えて、音声出力装置（スピーカ）に音声を出力させる処理であってもよい。バッテリ１２１への充電を要求する通知処理が完了すると、ステップＳ１へ処理が戻される。この場合には、通常、オペレータは、充電要求に従ってバッテリ１２１の充電を行う。このために、ステップＳ１において、キーオフとなり、ステップＳ７（図７Ｂ参照）へ処理が進められることになる。

【0067】

ステップＳ４では、制御装置１３が、複数のバッテリ１２１の中に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリがあるか否かの存否判定を行う。詳細には、複数のバッテリ１２１のうち、電圧値が最大のバッテリ１２１と、電圧値が最小のバッテリ１２１との間で電圧値の差分（最大値－最小値）を求める。そして、当該差分値が、電圧閾値より大きければ、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリが存在することになる。存否判定により存在すると判定された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、ステップＳ５へ処理が進められる。存否判定により存在しないと判定された場合（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ６へ処理が進められる。

【0068】

ステップＳ４の処理内容から次のことが言える。本実施形態の制御方法は、放電モードである場合に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリの存否を判定することを備える。また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリの存否を判定することを実行する手段として機能させる。

【0069】

ステップＳ５では、制御装置１３が、上述の並列間バランスをとる処理（放電処理）を実施する。すなわち、本実施形態の制御方法は、放電モードである場合に、複数のバッテリ１２１のうちの一部についてリレー１２２をオフからオンへ切り替えて、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことを備える。また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、放電モードである場合に、複数のバッテリ１２１のうちの一部についてリレー１２２をオフからオンへ切り替えて、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことを実行する手段として機能させる。このような構成により、並列に接続される複数のバッテリ１２１間における電圧差を小さくしてから、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした放電を行うことができる。すなわち、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした放電を行う場合に、意図しない電流が生じて機器の故障が生じるといった事態が発生することを防止できる。

【0070】

図５を用いて説明した、上述の並列間バランスをとる放電処理においては、バッテリ１２１の数が２つであった。バッテリ１２１の数が２つより多い場合における並列間バランスをとる放電処理の一例について、図８を参照しながら説明する。なお、図８は、並列間バランスをとる放電処理について説明するための模式図である。

【0071】

図８においては、一例として、複数のバッテリ１２１は、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの９個である。図８の左側は、放電処理の開始時における複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉの電圧関係を示す。図８の右側は、放電処理の途中における複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉの電圧関係を示す。

【0072】

複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉのうち、最大電圧を有するバッテリ（最大電圧バッテリ）の電圧値から電圧閾値Ｖｔｈを差し引いた電圧値が電圧値Ｖａである。電圧閾値Ｖｔｈは、ステップＳ４の処理で用いた電圧閾値と同じであり、一定の値である。最大電圧バッテリの電圧値が変動すると電圧値Ｖａは変動する。電圧値Ｖａよりも電圧値が低いバッテリが、最大電圧バッテリとの電圧差が電圧閾値外となる（電圧閾値を超える）低電圧バッテリに該当する。電圧値Ｖａ以上の電圧値を有するバッテリは、最大電圧バッテリとの電圧差が電圧閾値内（電圧閾値以下）となるバッテリ（図８に関わる説明において閾値内バッテリと表現することがある）に該当する。

【0073】

なお、最大電圧バッテリの数は、１つでなく、複数であることもあり得る。また、最大電圧バッテリは、放電処理の途中で、放電開始時と異なるバッテリとなることもあり得るが、図８においては、第１バッテリ１２１ａが常に最大電圧バッテリであることとしている。

【0074】

並列間バランスをとる放電処理においては、複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉのうち、閾値内バッテリのリレー１２２がオンとされる。これらリレー１２２がオンとされた閾値内バッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して制御用バッテリ１５へ電力を供給する。なお、低電圧バッテリのリレー１２２はオフされたままである。図８に示す例では、放電処理の開始時には、第１～第４バッテリ１２１ａ～１２１ｄが閾値内バッテリであり、それらのリレー１２２がオンされて放電が行われる。第５～第９バッテリ１２１ｅ～１２１ｉは、低電圧バッテリであり、それらのリレー１２２はオフされたままである。

【0075】

放電を開始した第１～第４バッテリ１２１ａ～１２１ｄは、放電により電圧値が低下する。当該電圧の低下に応じて、電圧値Ｖａも下がるために、放電処理の開始時点で低電圧バッテリであったバッテリが閾値内バッテリとなる（すなわち、低電圧バッテリでなくなる）。放電処理の開始時（図８の左側図参照）において低電圧バッテリであった第５～第７バッテリ１２１ｅ～１２１ｇが、図８の右側図においては、閾値内バッテリとなっている（低電圧バッテリでなくなっている）。低電圧バッテリでなくなったバッテリは、そのリレー１２２がオフからオンに切り替えられて放電を行う。当該放電は、低電圧バッテリでなくなった時点で開始されてもよいが、低電圧バッテリでなくなった時点から所定時間の経過後に開始されてもよい。以上のような放電処理を行うことで、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの全てを閾値内バッテリとすることができる。すなわち、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を、電圧閾値内とすることができる。並列間バランスをとる放電処理は、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの全てを閾値内バッテリとすることができた時点（低電圧バッテリがなくなった時点）で終了される。

【0076】

以上の説明からわかるように、本実施形態の放電処理においては、複数のバッテリ１２１のうち、最大電圧を有するバッテリとの電圧差が電圧閾値外となる低電圧バッテリ以外のバッテリのリレー１２２がオンとされる。また、本実施形態の放電処理においては、低電圧バッテリから低電圧バッテリでなくなったバッテリのリレー１２２が、オフからオンへと変更される。放電処理は、例えば、電圧の高いバッテリ１２１から順番に１つずつ、放電を行って、並列接続される複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値が電圧閾値内に収まるようにしてもよい。ただし、上述した本実施形態のように、低電圧バッテリ以外を同時に放電させながら低電圧バッテリを無くす構成とすれば、並列間バランスをとる処理を、複雑化することなく効率良く行うことができる。

【0077】

図７Ａに戻って、ステップＳ５における並列間バランスをとる放電処理が完了すると、ステップＳ１へ処理が戻される。並列間バランスをとる放電処理が完了した後においては、ステップＳ４において電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリ１２１が存在する可能性は低く、通常は、ステップＳ６へ処理が進められる。

【0078】

ステップＳ６では、制御装置１３が、全てのリレー１２２をオンとする処理を行う。すなわち、全てのバッテリ１２１が並列状態で電気的に接続された状態となる。この際、複数のバッテリ１２１間の電圧差の最大値が電圧閾値内に収まっているために意図しない電流が流れることはない。全てのリレー１２２がオンとされることにより、電動モータ３の起動が行われる。

【0079】

以上の説明からわかるように、本実施形態の制御方法は、放電モードであって複数のバッテリ１２１間の電圧差の最大値が電圧閾値内である場合に、放電処理を行うことなく、複数のバッテリ１２１全てのリレー１２２をオフからオンに切り替えることを備える。そして、複数のバッテリ１２１全てのリレー１２２がオンとされた場合、複数のバッテリ１２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介することなく電動モータ３へ電力を供給可能に設けられる。並列間バランスをとる放電処理が必要ない場合に、そのことを適切に判定して、バッテリ１２１から高電圧の電力を負荷に供給することができる。

【0080】

また、上述のステップＳ２の処理内容からわかるように、本実施形態の制御方法は、複数のバッテリ１２１の充電残量に基づき放電処理（並列間バランスをとる放電処理）を実行するか否かを判定することを備える。詳細には、充電残量が少ない状態で放電処理が行われないようになっている。これにより、バッテリ１２１を保護することができる。

【0081】

上述のステップＳ４において、電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリ１２１が存在すると判定された場合、並列間バランスをとるための放電処理（ステップＳ５処理）が行われるために、キーオンがされているにもかかわらず、直ぐに電動モータ３が起動しないことになる。この場合、オペレータが不安に感じる虞がある。そこで、本実施形態では、図９に示すように、制御システム１は、放電処理による待機中であることを表示する表示装置１０ａを備える。図９は、制御システム１が備える表示装置１０ａの画面例を示す模式図である。なお、待機中であることは、表示に加えて、或いは、表示に代えて、音声により通知されてもよい。

【0082】

図７Ｂを参照して、ステップＳ７では、制御装置１３が、例えば作業機械１００に設けられる充電スイッチがオンとなったか否かを判定する。充電スイッチは、オペレータが操作するスイッチであってよく、このようなスイッチは、操作ボタン等のハードスイッチや、タッチパネルに表示されるソフトスイッチ等であってよい。また、充電スイッチは、交流電源２００を供給するケーブルを給電器１１に接続することによって自動的にオン状態となるスイッチであってもよい。充電スイッチがオンである場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、次のステップＳ８へ処理が進められる。充電スイッチがオフである場合（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ１１（図７Ｃ参照）へ処理が進められる。

【0083】

なお、本実施形態では、充電スイッチがオンとなった状態は、バッテリ１２１の充電を行う充電モードに該当する。このことから、ステップＳ７の処理は、充電モードを検出する処理と言える。すなわち、本実施形態の制御方法は、充電モードであることを検出することを備える。

【0084】

ステップＳ８では、制御装置１３が、複数のバッテリ１２１の中に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリがあるか否かの存否判定を行う。当該処理は、上述のステップＳ４と同様である。存否判定により存在すると判定された場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ９へ処理が進められる。存否判定により存在しないと判定された場合（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ１０へ処理が進められる。

【0085】

ステップＳ８の処理内容から次のことが言える。本実施形態の制御方法は、充電モードである場合に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリの存否を判定することを備える。また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、充電モードである場合に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリの存否を判定することを実行する手段として機能させる。

【0086】

ステップＳ９では、制御装置１３が、上述の並列間バランスをとる処理（充電処理）を実施する。すなわち、本実施形態の制御方法は、充電モードである場合に、複数のバッテリ１２１のうちの一部についてリレー１２２をオフからオンへ切り替えて、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする充電処理を行うことを備える。また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、充電モードである場合に、複数のバッテリ１２１のうちの一部についてリレー１２２をオフからオンへ切り替えて、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする充電処理を行うことを実行する手段として機能させる。このような構成により、並列に接続される複数のバッテリ１２１間における電圧差を小さくしてから、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした充電を行うことができる。すなわち、全てのバッテリ１２１のリレー１２２をオンとした充電を行う場合に、意図しない電流が生じて機器の故障が生じるといった事態が発生することを防止できる。

【0087】

図６を用いて説明した、上述の並列間バランスをとる充電処理においては、バッテリ１２１の数が２つであった。バッテリ１２１の数が２つより多い場合における並列間バランスをとる充電処理の一例について、図１０を参照しながら説明する。なお、図１０は、並列間バランスをとる充電処理について説明するための模式図である。

【0088】

図１０においては、一例として、複数のバッテリ１２１は、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの９個である。図１０の左側は、充電処理の開始時における複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉの電圧関係を示す。図１０の右側は、充電処理の途中における複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉの電圧関係を示す。

【0089】

複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉのうち、最小電圧を有するバッテリ（最小電圧バッテリ）の電圧値に電圧閾値Ｖｔｈを加算した電圧値が電圧値Ｖｂである。電圧閾値Ｖｔｈは、ステップＳ４やステップＳ８の処理で用いた電圧閾値と同じであり、一定の値である。最小電圧バッテリの電圧値が変動すると電圧値Ｖｂは変動する。電圧値Ｖｂよりも電圧値が高いバッテリが、最小電圧バッテリとの電圧差が電圧閾値外となる（電圧閾値を超える）高電圧バッテリに該当する。電圧値Ｖｂ以下の電圧値を有するバッテリは、最小電圧バッテリとの電圧差が電圧閾値内（電圧閾値以下）となるバッテリ（図１０に関わる説明において閾値内バッテリと表現することがある）に該当する。

【0090】

なお、最小電圧バッテリの数は、１つでなく、複数であることもあり得る。また、最小電圧バッテリは、充電処理の途中で、充電開始時と異なるバッテリとなることもあり得るが、図１０においては、第９バッテリ１２１ｉが常に最小電圧バッテリであることとしている。

【0091】

並列間バランスをとる充電処理においては、複数のバッテリ１２１ａ～１２１ｉのうち、閾値内バッテリのリレー１２２がオンとされる。これらリレー１２２がオンとされた閾値内バッテリは、給電器１１から電力を供給されて充電される。なお、高電圧バッテリのリレー１２２はオフされたままである。図１０に示す例では、充電処理の開始時には、第７～第９バッテリ１２１ｇ～１２１ｉが閾値内バッテリであり、それらのリレー１２２がオンされて充電が行われる。第１～第６バッテリ１２１ａ～１２１ｆは、高電圧バッテリであり、それらのリレー１２２はオフされたままである。

【0092】

充電を開始した第７～第９バッテリ１２１ｇ～１２１ｉは、充電により電圧値が上昇する。当該電圧の上昇に応じて、電圧値Ｖｂも上がるために、充電処理の開始時点で高電圧バッテリであったバッテリが閾値内バッテリとなる（すなわち、高電圧バッテリでなくなる）。充電処理の開始時（図１０の左側図参照）において高電圧バッテリであった第５、第６バッテリ１２１ｅ、１２１ｆが、図１０の右側図においては、閾値内バッテリとなっている（高電圧バッテリでなくなっている）。高電圧バッテリでなくなったバッテリは、そのリレー１２２がオフからオンに切り替えられて充電を行う。当該充電は、高電圧バッテリでなくなった時点で開始されてもよいが、高電圧バッテリでなくなった時点から所定時間の経過後に開始されてもよい。以上のような充電処理を行うことで、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの全てを閾値内バッテリとすることができる。すなわち、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を、電圧閾値内とすることができる。並列間バランスをとる充電処理は、第１～第９バッテリ１２１ａ～１２１ｉの全てを閾値内バッテリとすることができた時点（高電圧バッテリがなくなった時点）で終了される。

【0093】

以上の説明からわかるように、本実施形態の充電処理においては、複数のバッテリ１２１のうち、最小電圧を有するバッテリとの電圧差が電圧閾値外となる高電圧バッテリ以外のバッテリのリレー１２２がオンとされる。また、本実施形態の充電処理においては、高電圧バッテリから高電圧バッテリでなくなったバッテリのリレー１２２が、オフからオンへと変更される。充電処理は、例えば、電圧の低いバッテリ１２１から順番に１つずつ、充電を行って、並列接続される複数のバッテリ１２１間の電圧差の最大値が電圧閾値内に収まるようにしてもよい。ただし、上述した本実施形態のように、高電圧バッテリ以外を同時に充電させながら高電圧バッテリを無くす構成とすれば、並列間バランスをとる処理を、複雑化することなく効率良く行うことができる。

【0094】

ステップＳ９における並列間バランスをとる充電処理が完了すると、ステップＳ１（図７Ａ参照）へ処理が戻される。並列間バランスをとる充電処理が完了した後においては、ステップＳ８（図７Ｂ参照）において電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリ１２１が存在する可能性は低く、通常は、ステップＳ１０へ処理が進められる。

【0095】

ステップＳ１０では、制御装置１３が、全てのリレー１２２をオンとする処理を行う。すなわち、全てのバッテリ１２１が並列状態で電気的に接続された状態となる。この際、複数のバッテリ１２１間の電圧差の最大値が電圧閾値内に収まっているために意図しない電流が流れることはない。全てのリレー１２２がオンとされることにより、全てのバッテリ１２１の、給電器１１を用いた充電が同時に行われる。

【0096】

以上の説明からわかるように、本実施形態の制御方法は、充電モードであって複数のバッテリ１２１間の電圧差の最大値が電圧閾値内である場合に、並列間バランスをとる充電処理を行うことなく、複数のバッテリ１２１全てのリレー１２２をオフからオンに切り替えることを備える。そして、複数のバッテリ１２１全てのリレー１２２がオンとされた場合、複数のバッテリ１２１は、給電器１１からの電力の供給により充電される。並列間バランスをとる充電処理が必要ない場合に、そのことを適切に判定して、複数のバッテリ１２１の同時充電を開始することができる。

【0097】

図７Ｃを参照して、ステップＳ１１では、各バッテリ１２１のリレー１２２がオフとされてから一定時間が経過したか否かを判定する。一定時間は、予め実験等により決定された時間であってよく、例えば数十日等であってよい。一定時間が経過している場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、次のステップＳ１２へ処理が進められる。一定時間が経過していない場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１（図７Ａ参照）へ処理が戻される。

【0098】

なお、本実施形態では、ステップＳ１１の処理が実行される状態は、バッテリ１２１の充電を行う充電モードでないために、バッテリ１２１に放電させることが可能な放電モードの一形態である。このことから、ステップＳ１１の処理には、放電モードであることを検出する処理が含まれていると言える。

【0099】

ステップＳ１２では、制御装置１３が、並列間バランスをとるための処理を行うプログラムをバックグラウンドで起動する。バックグラウンド起動が行われると、次のステップＳ１３へ処理が進められる。

【0100】

ステップＳ１３では、制御装置１３が、複数のバッテリ１２１のそれぞれが残量閾値内であるか否かを判定する。当該処理は、上述したステップＳ２と同様の処理である。残量閾内でない場合（ステップＳ１３でＮｏ）、図７Ａ～図７Ｃで示す制御処理が終了する。残量閾値内である場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４へ処理が進められる。

【0101】

ステップＳ１４では、制御装置１３が、複数のバッテリ１２１の中に、複数のバッテリ１２１間における電圧差の最大値を電圧閾値外とするバッテリがあるか否かの存否判定を行う。当該処理は、上述のステップＳ４と同様である。存否判定により存在すると判定された場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５へ処理が進められる。存否判定により存在しないと判定された場合（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１へ処理が戻される。

【0102】

ステップＳ１５では、制御装置１３が、並列間バランスをとる処理（放電処理）を実施する。当該処理は、上述のステップＳ５と同様の処理である。本実施形態では、作業機械１００がキーオフであって、充電指示も行われていない場合に、自動的に、並列間バランスをとる放電処理が行われる。このために、キーオン時において、並列間バランスをとる処理が行われる可能性を低減することができる。すなわち、キーオン時における電動モータ３の起動時間を短縮することができる。

【0103】

本実施形態では、ステップＳ１５の処理が完了すると、ステップＳ１４へ処理が戻される。ただし、ステップＳ１５の処理が完了すると、ステップＳ１へ処理が戻されてもよい。

【0104】

＜４．留意事項等＞
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

【0105】

＜５．付記＞
例示的な本発明の制御方法は、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、を備える構成（第１の構成）であってよい。

【0106】

上記第１の構成の制御方法は、前記放電モードであって前記電圧差の最大値が前記電圧閾値内である場合に、前記放電処理を行うことなく、前記複数のバッテリ全ての前記リレーをオフからオンに切り替えることを更に備える構成（第２の構成）であってよい。

【0107】

上記第１又は第２の構成の制御方法における前記放電処理においては、前記複数のバッテリのうち、最大電圧を有するバッテリとの電圧差が前記電圧閾値外となる低電圧バッテリ以外のバッテリの前記リレーがオンとされる構成（第３の構成）であってよい。

【0108】

上記第３の構成の制御方法における前記放電処理においては、前記低電圧バッテリから前記低電圧バッテリでなくなったバッテリの前記リレーが、オフからオンへと切り替えられる構成（第４の構成）であってよい。

【0109】

上記第１から第４のいずれかの構成の制御方法は、前記複数のバッテリの充電残量に基づき前記放電処理を実行するか否かを判定することを更に備える構成（第５の構成）であってよい。

【0110】

上記第１から第５のいずれかの構成の制御方法において、前記放電処理における前記バッテリの放電は、電圧を降圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータを利用して行われる構成（第６の構成）であってよい。

【0111】

上記第６の構成の制御方法において、前記複数のバッテリ全ての前記リレーがオンとされた場合、前記複数のバッテリは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく電動モータへ電力を供給可能に設けられる構成（第７の構成）であってよい。

【0112】

また、例示的な本発明の制御方法は、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、前記バッテリの充電を行う充電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記電圧差の最大値を前記電圧閾値内とする充電処理を行うことと、を備える構成（第８の構成）であってよい。

【0113】

上記第８の構成の制御方法は、前記放電モードであって前記電圧差の最大値が前記電圧閾値内である場合に、前記放電処理を行うことなく、前記複数のバッテリ全ての前記リレーをオフからオンに切り替えることを更に備える構成（第９の構成）であってよい。

【0114】

上記第８又は第９の構成の制御方法における前記放電処理においては、前記複数のバッテリのうち、最大電圧を有するバッテリとの電圧差が前記電圧閾値外となる低電圧バッテリ以外のバッテリの前記リレーがオンとされる構成（第１０の構成）であってよい。

【0115】

上記第１０の構成の制御方法における前記放電処理においては、前記低電圧バッテリから前記低電圧バッテリでなくなったバッテリの前記リレーが、オフからオンへと切り替えられる構成（第１１の構成）であってよい。

【0116】

上記第８から第１１のいずれかの構成の制御方法は、前記複数のバッテリの充電残量に基づき前記放電処理を実行するか否かを判定することを更に備える構成（第１２の構成）であってよい。

【0117】

上記第８から第１２のいずれかの構成の制御方法において、前記放電処理における前記バッテリの放電は、電圧を降圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータを利用して行われる構成（第１３の構成）であってよい。

【0118】

上記第１３の構成の制御方法において、前記複数のバッテリ全ての前記リレーがオンとされた場合、前記複数のバッテリは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく電動モータへ電力を供給可能に設けられる構成（第１４の構成）であってよい。

【0119】

また、例示的な本発明の制御方法は、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御装置により制御する方法であって、前記バッテリの充電を行う充電モードであることを検出することと、前記充電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする充電処理を行うことと、を備える構成（第１５の構成）であってよい。

【0120】

また、例示的な本発明のプログラムは、並列に接続される複数のバッテリを、前記バッテリごとに設けられるリレーを介して制御する制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードであることを検出することと、前記放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替えて前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行うことと、を実行する手段として機能させる構成（第１６の構成）であってよい。

【0121】

また、例示的な本発明の制御システムは、並列に接続される複数のバッテリと、前記バッテリごとに設けられるリレーと、前記リレーを介して前記複数のバッテリを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記バッテリに放電させることが可能な放電モードである場合に、前記複数のバッテリのうちの一部について前記リレーをオフからオンへ切り替え、前記複数のバッテリ間における電圧差の最大値を電圧閾値内とする放電処理を行う構成（第１７の構成）であってよい。

【0122】

上記第１７の構成の制御システムは、前記放電処理による待機中であることを表示する表示装置を備える構成（第１８の構成）であってよい。

【0123】

また、例示的な本発明の作業機械は、上記第１７又は第１８の構成の制御システムと、前記複数のバッテリから電力を供給される電動モータと、前記電動モータの駆動により動かされる作業装置と、を備える構成（第１９の構成）であってよい。

【符号の説明】

【0124】

１・・・制御システム
１０ａ・・・表示装置
１３・・・制御装置
３・・・制御装置
５・・・記憶装置
１４・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
１００・・・作業機械
１０３・・・作業装置
１２１・・・バッテリ
１２２・・・リレー
１３２ａ・・・プログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10】