(57)【要約】  本発明は、電圧管理システムを提供する。電圧管理システムは、コンピュータで読み取り可能な媒体を含む。前記コンピュータで読み取り可能な媒体は、複数の電圧信号と関連した設定情報を貯蔵している変換設定テーブルであって、前記設定情報はアナログからデジタルへの変換プロセスと関連する変換設定テーブルと、前記変換設定テーブルに基づいて複数の電圧信号のアナログからデジタルへの変換を管理する電圧情報管理モジュールとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電圧信号と関連した設定情報を貯蔵している変換設定テーブルであって、
前記設定情報が、
アナログからデジタルへの変換プロセスと関連する変換設定テーブルと、
前記変換設定テーブルに基づいて複数の電圧信号のアナログからデジタルへの変換を管理する電圧情報管理モジュールとを有しているコンピュータで読み取り可能な媒体とを備えてなる、電圧管理システム。
【請求項２】
前記変換設定テーブルが、
複数の電圧信号に対する電圧信号をサンプリングするために使われるマルチプレクサーを指示するマルチプレクサーの選択値、
前記電圧信号をサンプリングするマルチプレクサーの入力ポートを指示するマルチプレクサーの入力値、
サンプリングされた電圧信号を示すデジタル電圧値を得るためにサンプリングされた電圧信号をスケールするためのスケーリング分子値とスケーリング分母値、及び
前記デジタル電圧値を貯蔵するためのメモリデバイス内の貯蔵アドレスを指示する目的地アドレスを備えてなる、請求項１に記載の電圧管理システム。
【請求項３】
複数の電圧信号と関連した設定情報を貯蔵している変換設定テーブルであって、
前記設定情報が、
アナログからデジタルへの変換プロセスと関連する変換設定テーブルと、
複数の電圧信号に対する電圧レベルを示すデジタル電圧値を得るために、変換設定テーブルに基づいて複数の電圧信号のアナログからデジタルへの変換を管理する電圧情報管理モジュールと、
前記デジタル電圧値を処理し、メモリデバイスに貯蔵するために、前記電圧情報管理モジュールと通信するように構成されたプロセッサとを備えてなる、電圧管理システム。
【請求項４】
前記変換設定テーブルが、
複数の電圧信号に対する電圧信号をサンプリングするために使われるマルチプレクサーを指示するマルチプレクサーの選択値、
前記電圧信号をサンプリングするマルチプレクサーの入力ポートを指示するマルチプレクサーの入力値、
サンプリングされた電圧信号を示すデジタル電圧値を得るためにサンプリングされた電圧信号をスケールするためのスケーリング分子値とスケーリング分母値、及び
前記デジタル電圧値を貯蔵するためのメモリデバイス内の貯蔵アドレスを指示する目的地アドレスを備えてなる、請求項３に記載の電圧管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログからデジタルへの変換を行うためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１０年４月１６日仮出願の米国特許出願第６１／３２４,９２０号及び２０１０年６月２１日出願の米国特許出願第１２／８１９,６１７号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
バッテリーシステムは、バッテリーシステムまたはバッテリーセルに関連したアナログ電圧を、サンプリング、変換及び／または貯蔵する。一般に、個々のアルゴリズムは、サンプリングされた各電圧を、サンプリング、変換、及び貯蔵する。しかし、電圧をサンプリングするための共通したアルゴリズムのレプリケーション（ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）は、コード‐ベースのサイズを増加させ、維持性能（ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）の低下を引き起こす。従って、電圧情報を管理する向上した方法及びシステムを提供する必要性がある。
【発明の概要】
【０００４】
一実施例による電圧管理システムが開示される。システムは、複数の電圧信号と関連した設定情報を貯蔵している変換設定テーブルを含むコンピュータで読み取り可能な媒体を有しており、設定情報は、アナログからデジタルへの変換プロセスと関連している。コンピュータで読み取り可能な媒体は、変換設定テーブルに基づいて複数の電圧信号のアナログからデジタルへの変換を管理する電圧情報管理モジュールをさらに含む。
【０００５】
他の実施例による電圧管理システムが開示される。システムは、複数の電圧信号と関連した設定情報を貯蔵している変換設定テーブルを含んでおり、設定情報は、アナログからデジタルへの変換プロセスと関連している。システムは、複数の電圧信号の電圧レベルを示すデジタル電圧値を得るために、変換設定テーブルに基づいて複数の電圧信号のアナログからデジタルへの変換を管理する電圧情報管理モジュールをさらに含む。システムは、前記デジタル電圧値を処理し、メモリデバイスに貯蔵するために、電圧情報管理モジュールと通信するように構成されたプロセッサをさらに含む。
【０００６】
本発明の他の長所及び特徴は、以下の説明と図面とを通じてさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施例による電圧管理システムが含まれたバッテリーシステムを示す機能ブロック図である。
【図２】他の実施例による電圧管理方法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】
【０００８】
図１を参照すれば、電圧管理システムを含むバッテリーシステム１０が開示されている。ここに開示された電圧管理システム及び方法は、多様な形態のシステムに適用され得、本実施例に開示されたバッテリーシステム１０に限定されない。
【０００９】
本発明の目的に従って、一実施例によるバッテリーシステム１０は、１つ以上のバッテリーセル１２を含む。１つ以上のセンサー１４は、１つ以上のバッテリーシステム１０の状態を感知し、それに応じてセンサー信号を生成し得る。例えば、電圧センサーは、バッテリーセルの電圧を感知し、それに応じて電圧信号を生成し得る。多様な実施例において、センサー１４は、供給電圧、ハードウェアのフィードバック電圧、バッテリーパックの温度による電圧、バッテリーパックの電流の流れによる電圧、及び／または全体バッテリーシステムの電圧のような状態を感知し、これによる信号を生成することができる。このとき、センサー信号はアナログ信号を含む。
【００１０】
多様な実施例において、１つ以上のマルチプレクサー１６は、センサーからの信号が制御部１８に伝送されるように経路を定める。制御部１８は、電圧情報システム２０、１つ以上のデータ貯蔵所またはメモリデバイス２２、及びプロセッサ２４を含み得るが、制御部１８の構成がこれに限定されるのではない。一実施例として、プロセッサ２４は、マイクロプロセッサであり得る。
【００１１】
一実施例において、電圧情報システム２０は、アナログ‐デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ‐ｔｏ‐Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、以下、ＡＤＣ）を含み得る。例えば、ＡＤＣは、ＡＤＣを基盤とするシリアル周辺機器インタフェース（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＳＰＩ）であり得る。また、ＡＤＣは、マイクロコントローラまたはＩ２Ｃデバイスの内部構成のような、ＡＤＣハードウェアの他の一部として具現され得る。
【００１２】
制御部１８の電圧情報システム２０は、アナログ信号から得られた電圧情報を管理する。特に、電圧情報システム２０は、例えば、データ貯蔵所２２に貯蔵されたテーブル２６に基づいて電圧情報を管理する。テーブル２６は、アナログ‐デジタル変換と関連した設定情報を含んでいる。多様な実施例において、テーブル２６は、データ構造の配列として具現され得る。このとき、配列の長さは、変換される電圧の数に従って決定し得る。
【００１３】
多様な実施例において、各々のデータ構造は、複数のデータ値を含み得る。テーブル２６の例示的なデータ値は、マルチプレクサーの選択値、マルチプレクサーの入力値、スケーリング分子値、スケーリング分母値、及び変換された電圧の目的地アドレスを含むが、これに限定されるのではない。テーブル２６の例示的なデータ値の意味は、以下の表１に示されている。多様な実施例において、テーブル２６の内容は、事前に定義されるか、設定されるか、またはこれらの組み合わせによって構成され得る。
【表１】
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【００１４】
マルチプレクサーの選択値は、複数の電圧信号の中で電圧信号をサンプリングするのに使われるマルチプレクサーを示す。マルチプレクサーの入力値は、電圧信号をサンプリングするためのマルチプレクサーの入力ポートを示す。スケーリング分母値及びスケーリング分子値は、サンプリングされた電圧信号を示すデジタル電圧値を得るために、サンプリングされた電圧信号をスケールするのに使われる。例えば、サンプリングされた電圧信号は、デジタル電圧値を得るために、スケーリング分子値とスケーリング分母値の比で掛け算され得る。
【００１５】
変換された電圧の目的地アドレスは、デジタル電圧値を貯蔵するための、データ貯蔵所２２のようなメモリデバイスの貯蔵アドレスを示す。一実施例として、デジタル電圧値は、サンプリングされた電圧信号の振幅を示す２進数である。
【００１６】
電圧情報システム２０は、電圧情報管理モジュール２８をさらに含む。理解できるように、電圧情報管理モジュール２８は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせを通じて具現し得る。
【００１７】
多様な実施例において、電圧情報管理モジュール２８は、例えば、コンピュータで読み取り可能な媒体であるデータ貯蔵所２２のようなデータ貯蔵所に貯蔵され得る。電圧情報管理モジュール２８は、プロセッサ２４によって実行された時、データ貯蔵所にあるテーブル２６を使って各々の電圧信号のアナログ‐デジタル変換を容易に行い、変換されたＡＤＣ値を処理する１つ以上のソフトウェア命令を含む。
【００１８】
以下でさらに詳しく説明されるように、インデックスは、電圧情報管理モジュール２８に伝達されるか、または電圧情報管理モジュール２８によって管理される。インデックスを使って、電圧情報管理モジュール２８は、テーブル２６のデータ構造にアクセスして、アナログ‐デジタル変換プロセスの１つ以上のセグメントを行う一連の機能と共に使われる情報を抽出する。アナログ‐デジタル変換プロセスに基づいて、電圧情報管理モジュール２８は、スケーリング及び変換されたデジタル電圧値を生成し、貯蔵する。デジタル電圧値は、適切なソフトウェア変数に保管され、例えば、メモリデバイス２４のようなデータ貯蔵所の指定されたアドレスに貯蔵され、電圧の振幅を示す。
【００１９】
図２を参照すれば、ここに開示された本発明の多様な面に従って電圧情報管理モジュールによって行われ得る電圧管理方法に関するフローチャートが開示されている。ここに開示された内容から分かるように、方法発明の動作順序は、図２に示す順次実行に限定されないだけでなく、適用例及びここに開示された発明に従って１つ以上の多様な形態として実行され得る。ここから分かるように、本方法発明の思想を逸脱することなく、１つ以上のステップが変更されるか、スキップされるか、追加され得る。
【００２０】
根本的に、本方法発明は、周期的にまたは非周期的にテーブル２６を使用して繰り返され、各々のデータ構造に貯蔵されたデータを使用して一般的なＡＤＣ変換プロセスを実行するが、指定されたマルチプレクサーと、指定されたマルチプレクサーの入力とから受けたアナログ信号は、スケーリング分子及びスケーリング分母に基づいてスケーリングされ、例えば、データ貯蔵所２２内の変換された電圧の目的地アドレスに貯蔵される。すなわち、テーブル２６のデータは、この変換を行うためにハードウェアをどのように設定するか、変換から得られたデータをどこに貯蔵するかを指示し、例えば、スケーリング情報のような追加的な情報を含むように拡張し得る。
【００２１】
本方法発明は、すべてのテーブルデータが処理されたとき、一番目の要素から再スタートしてテーブル２６の要素をループを回して処理し得る。方法発明は、無限反復して実行され得、応用例に従って、または特定の外部条件が真であるとき、特定の地点で開始するか、停止し得る。１秒の実行周期を仮定し、変換する１０個のアナログ電圧があると仮定すれば、本方法発明は、約１０秒内に、すべての電圧に対して繰り返し実行されることで変換がなされ、ソフトウェア変数に保管されたアナログ電圧の完成セットを提供する。
【００２２】
一実施例において、図２に示すように、本方法発明は、ステップ１００からスタートし得る。変換前のハードウェア作動／操作機能がステップ１１０で実行される。この機能は、アナログ‐デジタル変換に求められる任意のハードウェアの具体的な動作を実行する。前記例において、マルチプレクサーと、マルチプレクサーの入力とが選択される。この機能は、Ｉ／Ｏピンをトグルし、他のモジュールなどにメッセージを送ることができる。
【００２３】
一般に、このステップは、各々の固有電圧に対する小さいか微細な差に対して、同一の動作を行う。前記例において、マルチプレクサーを選択することは、構造要素マルチプレクサーの選択によってＩ／Ｏピンを駆動させる。
【００２４】
ステップ１２０で、ハードウェアの操作終了及び電圧安定化のための待機機能が実行される。待機時間は、変換ごとに固有である必要があれば、制御構造に追加できる設定可能な時間であり得、または、すべての変換が共通である必要があれば、単一の全域値として設定可能な時間であり得る。
【００２５】
ステップ１３０で、アナログ電圧のサンプリング機能が実行される。これは、実際のアナログ電圧サンプリングであり、変換前のハードウェア作動／操作機能のように、すべての電圧に対して類似した方式で実行され得る。電圧ごとの特別な要求は、データ構造から捉えられる。変換された値は、一般的な貯蔵バッファに置かれる。
【００２６】
ステップ１４０で、未加工のアナログ電圧値を処理する機能が実行される。この機能は、メモリデバイス内の一般貯蔵バッファからサンプリングされた信号を示す値を取り出し、データ構造からのスケーリング分子値及びスケーリング分母値を使って前記値を変換することでデジタル電圧値を獲得し、変換された電圧の目的地アドレスにより指定されたメモリデバイス内の目的地アドレスにデジタル電圧値を貯蔵する。
【００２７】
インデックス管理は、ステップ１５０からステップ１７０で実行される。例えば、もし、ステップ１５０ですべての電圧値がサンプリングされなかったら、インデックスはステップ１６０で増加され、本方法発明はステップ１８０で終了する。一方、もし、ステップ１５０ですべての電圧値がサンプリングされたら、本方法発明は、ステップ１７０でインデックスを、例えば０に再設定して実行し続き、本方法発明はステップ１８０で終了するであろう。
【００２８】
ここに開示された電圧管理システムは、他のシステムよりも本質的な利点を提供する。特に、このシステムは、電圧信号サンプリングマルチプレクサー、マルチプレクサーの入力ポート、スケーリング値、及びデジタル電圧値が貯蔵される目的地アドレスを指示する変換設定テーブルを使用し、これは、ソフトウェアアルゴリズムのレプリケーションを減少させ、より効率的な方式で有効なアナログ‐デジタル変換を可能にする。
【００２９】
以上のように、本発明は、たとえ限定された実施例によって詳細に説明されたが、本発明はこれによって限定されないことを容易に理解できる。一方、本発明は、発明の思想に相応する範囲内で、ここに開示されていない多様な類似、変更、置換または均等構成に変形可能である。さらに、本発明の多様な実施例が説明されたが、これは、本発明が含んでいる一面として理解されるべきである。従って、本発明は、前記明細書によって限定されてはいけない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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