(57)【要約】【課題】  データを収集する方法および装置を提供する。【解決手段】  一定順序で直列に接続される複数のデータユニットで発生される個別データ値から導き出されるデータ値の収集が行われ、各データユニットは、この先のデータユニットからのデータ値を受け、それをそれ自体によって発生された個別データ値（Ｄ）に連係させ、このようにして得られたデータ値を続くデータユニットに渡し、その結果、最後のデータユニットによって渡されるデータ値は導き出されるデータ値を表す。このデータ値の渡しは、連続してビット毎に行われ、各データユニットは受けたビットをそれ自体の個別データ値の対応ビットに連係させ、それをデータ値のさらなるビットを受ける前に渡す。【選択図】      図１
2004206724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データユニットの順序が定義され、各データユニットは先のデータユニットからデータ値を受け、それを、前記データユニットそれ自体によって発生される個別データ値に連係させ、このようにして得られたデータ値を続くデータユニットに渡し、その結果、最後のデータユニットによって渡されるデータ値は、導き出されるデータ値を表すことになる、複数のデータユニットで発生される個別データ値から導き出されるデータ値を収集する方法であって、前記各データユニットはそのデータ値を逐次セクションの形態（ｒｊ）で逐次に受け、前記各データユニットは受けた前記セクション（ｒｊ）をそれ自体の個別データ値の対応セクション（ｄｊ）と連係させ、データ値のさらに受けたセクション（ｒｊ＋１）を連係させる前にこの連係の結果を順に渡す複数のデータユニットで発生される個別データ値から導き出されるデータ値を収集する方法。
【請求項２】
前記セクション（ｒｊ、ｄｊ）はビットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記セクション（ｒｊ、ｄｊ）の連係は、直前に連係させられたセクションの対の結果を考慮に入れて実行される、請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
導き出される前記データ値は前記個別データ値の最小および最大であり、前記セクション（ｒｊ）は減少する重要度の順に渡される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記導き出されるデータ値は、前記個別データ値の和または前記個別データ値の間の差であり、前記セクション（ｒｊ）は増加する重要度の順に渡される、請求項１、２あるいは３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記個別データ値の収集は、中立データ値を前記第１のデータユニットに入力することによって誘発される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記個別データ値の収集の命令は、全ての前記データユニットに同時に送られる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記個別データ値の収集の命令は、１つの前記データユニットから次の前記データユニットに連続的に伝送される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記データ値は、電力源の、特に燃料電池スタックのセルの、測定変数、特に電圧である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
データラインを介してデータ値を受ける各データユニットは、前記データ値を、それがそれ自体を発生させる個別データ値に連係させ、このようにして得られた、前記データ値をデータラインで渡すように構成され、その結果、最後のデータユニットによって渡されるデータ値は導き出される測定変数の値を表すことになる、データ値の伝送のためのデータラインを介して直列に接続される個別データ値を収集する複数のデータユニット（を有する、複数の個別データ値から導き出されるデータ値を収集する装置であって、前記各データユニットは、そのデータ値）を逐次セクション（ｒｊ）の形態で逐次に渡し、前記データ値のセクション（ｒｊ）を受ける前記各データユニットは、前記セクション（ｒｊ）をそれ自体の個別データ値の対応セクション（ｄｊ）に連係させ、それがデータ値のさらなるセクション（ｒｉ＋１）を受ける前にそれを渡すように構成される複数の個別データ値から導き出されるデータ値を収集する装置。
【請求項１１】
導き出されるデータ値の収集を誘発し、収集された値を受けるコントロールユニットを経由して走る、リング状データライン（４）を有する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記各データユニットはサンプルホールド要素を有する、請求項１０あるいは１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記データラインは、信号装置によって分離され、それぞれが第１のデータユニットの送信器から第２のデータユニットの受信器まで延びる複数のセクションを具備する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記データユニットはクロックドラインによって接続される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記クロックドラインは、信号装置に関して分離され、それぞれが第１のデータユニットの送信器から第２のデータユニットの受信器まで延びる複数のセクションを具備し、前記各データユニットの送信器は、前記データユニットの受信器によって受信されたクロック信号を、所定の遅延時間で渡す、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記各データユニットは少なくとも１つのＡＳＩＣで実行される、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
データユニットの順が定義され、各データユニットは、割り当てられた先のデータユニットからアドレス値を受信し、アドレス値を、全データユニットに対して同じように事前定義される値と比較し、所定値との一致があるときそれはアドレス指定され、少なくとも不一致があるときそれは、所定の演算によってアドレス値を変更し、このようにして得られたアドレス値を続く前記データユニットに渡すこととした、複数のデータユニットから構成されるデータユニットをアドレス指定する方法。
【請求項１８】
前記所定の演算は増分または減分であり、前記各データユニットは、増加する重要度の逐次セクション（ａｊ）の形態で逐次にアドレス値を渡し、アドレス値のセクションを受信する前記各データユニットは、アドレス値が増加または減少させるのに必要かどうかに応じて、前記アドレス値を変更するか、または変更せず）、アドレス値のさらなるセクションを受信する前に前記アドレス値を続く前記データユニットに渡す（Ｓ５−７）こととした、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
データユニットの１つは、請求項１７あるいは１８に記載の方法を使用してアドレス指定され、アドレス指定されたデータユニットは、データ値を送信し、データ値は、アドレス指定されたデータユニットに続く任意のデータユニットを介して渡される複数のデータユニットで発生される個別データ値から個別データ値を収集する方法。
【請求項２０】
前記アドレスラインを介して直列に接続される個別データ値を収集する複数の前記データユニットを有し、前記各データユニットは、前記アドレスラインを介して受信されたアドレス値（ａｊ）を、前記全データユニットに対して同じように事前定義される値と比較し、一致があるときデータ値をデータラインに出力し、少なくとも不一致があるとき所定の演算によってアドレス値を変更し、このようにして得られたアドレス値を連続して続くデータユニットに渡すように設計される、特に請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを収集する方法および装置、特に複数のデータユニットで発生される個別データ値から導き出されるデータ値を収集する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような導き出されるデータ値を発生させる従来の方法は、コントロールユニット、例えばマイクロプロセッサにバスなどを介して接続されるデータユニットを連続してアドレス指定して、それらのデータユニットにそれらの個別データ値をコントロールユニットに出力させ、次にコントロールユニットにおいて、個別データ値から導き出されるデータ値の導出を実行することである。このような方法は、各個別データユニットが、それぞれのデータユニットがコントロールユニットによってアドレス指定される時を検出できるインターフェイスを設けなければならず、前記インターフェイスは、個別データ値を供給するデータユニットへの要求や、それらの応答が連続的に伝送されなければならないバスに著しい量のデータトラフィックをもたらすので技術的に複雑となる。パケット形バスを使用しなければならない場合、特に高負荷が生じることとなる。これは、例えば、個別データ値を供給するデータユニットだけでなく、短時間で大量のデータを送信または受信するデータユニットをも接続することが必要となるのでそのようになる。
【０００３】
特許文献１は、複数のデータユニットで発生されるデータ値から導き出されるデータ値を収集する方法および装置を開示し、その方法および装置では、データユニットはバス上に並列に配置されず、代わりに直列に接続されるので、各データユニットは任意の他のデータユニットからデータ値を受信することも、それらを任意の他のデータユニットに送信することもできないが、それぞれその上流に配置されるデータユニットからのみデータ値を受信し、適切であれば、それをそれ自体のデータ値に連係させ、その結果を下流データユニットに渡すことができる。このような構造では、各データユニットを個々にアドレス指定する必要性が排除されるので、個別データユニットはアドレスデコーダも不要となり、ゆえに構造も簡単になる。但し、導き出されるデータ値を収集するのに必要な時間は、個別データユニットが互いに直列に接続され、各データユニットがそれ自体の個別データ値との連係を実行する前に先のデータユニットからデータ値を完全に受信していなければならず、最後にその結果を渡すこととなるので極めて長くなる。
【０００４】
隣接データユニット間にデータ値の並列伝送を提供することによってこれらの遅延を減少させることは可能であるが、そのような解決法は複雑でコスト高につながり、特に、電磁妨害が頻繁に起こり、ゆえにデータラインを遮蔽しなければならない環境でデータユニットが使用される場合には尚更である。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第００／６８７００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、複数のデータユニットで発生される個別データ値から導き出されるデータ値を収集する方法および装置について、必要な回路構成や配線の複雑さを著しく増すこともなく、より高速なデータ値の収集ができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、各データユニットが逐次セクションの形態でそのデータ値を逐次に渡し、１つのセクションのこのようなデータ値を受信する各データユニットが前記セクションをそれ自体の個別データ値の対応セクションに連係させ、それがさらなるセクションのデータ値を受信する前にそれを渡すことで達成される。このようにして、渡されたデータ値を様々なデータユニットの個別データ値に連係させる手順が複数のデータユニットに沿って分配されると同時に行われ、各データユニットは所定時間に異なるセクションのデータ値を処理する。
【０００８】
上流データユニットから下流データユニットへのデータ値またはそれらのセクションの累進的に増加する渡しは、信号装置に関して分離される一連のセクションから構成され、そのセクションはそれぞれが上流データユニットの送信器から下流データユニットの受信器まで延びる、データラインによって容易に実行される。
【０００９】
データ値のセクションは個別ビットであるのが好ましい。
【００１０】
ＡＮＤまたはＯＲ演算のような単純論理演算は、同データ値の先に処理されたセクションを考慮に入れることなく個別セクションで実行される。但し、最も実用的な用途では、渡されたデータ値のセクションを個別データ値の対応セクションと連係させるとき、個別データ値と渡されたデータ値とのセクションの直前対の連係の結果を考慮に入れることが必要となる。
【００１１】
セクションが連係させられる順序は、実行される連係のタイプに依存する。導き出されるデータ値が個別データ値の最小または最大である場合、それらのセクションは、便宜上重要度が減少する順に渡される。すなわち導き出されるデータ値が個別データ値の和、または個別データ値間の差である場合、これらのセクションは重要度が増加する順に渡される。
【００１２】
先のデータユニットを有する各データユニットは、先のデータユニットから渡されたデータ値を受信することによって、論理演算を実行することが容易に行われる。第１のデータユニットは、トリガ入力を有し、トリガ入力に送られたトリガ信号によって、前記データユニットによって収集される個別データ値が渡される。但し、第１のデータユニットは、好ましくは全ての他のデータユニットと構造的に同一であり、中立データ値、つまり第１のデータユニットの個別データ値へのその連係がこの個別データ値となる、データ値を送ることによって誘発される。つまり、実行される論理演算が加算演算である場合、中立データ値はゼロであり、論理演算が最小または最大の形成である場合、中立データ値は、データ値を表すためにそれぞれ使用される形式で表現できる最小または最大数である。
【００１３】
但し、収集装置または収集方法では、データ値だけでなく、受信データ値が一体どのように処理され、転送されるかを個別データユニットに指示する命令も一方のデータユニットから次のデータユニットに渡される。命令を転送するために、例えば、データラインから切断される状況ラインを使用することも可能であり、その状況は受信データ値がいかに処理されるべきかを何時でも指示する。好ましくは共有データライン上の時系列に間隔をもって並べられたパルスバーストの形態で、連続したデータ値の処理を定義するデータ値および命令を伝送することが特に好都合であり、あるいは前記パルスバーストが列にされて、それぞれが命令セクションとパラメータセクションを具備し、命令セクションで伝送された命令が適用されることになるデータ値は、前記パラメータセクションのそれぞれで伝送される。
【００１４】
好ましくは個別データ値を収集する命令は、全データユニットに同時に送られるので、収集された個別データ値はそれぞれ、それらがデータユニット内で異なる時間で続いて連係させられても、同時間に相当する。この目的で、各データユニットは、サンプルホールド要素を備えるのが好ましい。
【００１５】
収集されるべきデータ値が緩やかに変化する、ゆえに個別データユニットの収集時間の微小差が許容される用途では、個別データ値を収集する命令も、データライン上の一方のデータユニットから他方のデータユニットに連続して渡される。この解決法は、収集命令を伝送するための別のラインが不要となる利点がある。
【００１６】
本発明による方法の、または本発明による装置の好ましい用途は、測定変数の、特に燃料電池スタックのセルのような直列配置の電力源の電圧の、収集である。この用途では、データユニットは全てが共有バスに接続されるのではなく、それぞれが互いに対になって接続されるだけであるという事実は、対の接続が、それらに割り当てられた燃料電池間に大きな電位差が生じないように位置決めされるという追加的な利点となる。
【００１７】
データユニット間のデータ値を渡すタイミングをとるには、データユニットが、クロックドラインによって接続されるのが好ましい。これは、全データユニットが並列に接続される連続したクロックドラインであっても良いが、クロックドラインは、データラインと同じように、信号装置に関して分離され、それぞれが第１のデータユニットの送信器から第２のデータユニットの受信器まで延びる複数のセクションを具備するのが好ましい。クロックドラインのセクションは、好ましくは、データラインのセクションによっても接続される２つのデータユニット間でそれぞれの場合で走り、各データユニットの送信器によって伝送されるクロック信号は、同データユニットの受信器によって受信されるクロック信号に比較してクロック期間の半分の遅延がある。この方法で、導き出されるデータ値の収集の期間をもう一度短縮させることも可能となる。
【００１８】
個別データユニットで実行されることになる演算は、本発明により、本質的に単純シングルビット演算であるので、本発明によるデータユニットは、１つまたはそれ以上のＡＳＩＣで実施するのに特に適している。
【００１９】
本発明の主題は、複数のデータユニットから構成されるデータユニットをアドレス指定する方法でもあり、この方法では、データユニットの順序は、例えばそれらがデータユニットに沿って配置される順序に従って、最初に規定され、この方法では、先行データユニットが割り当てられる各データユニットは、この先行データユニットからアドレス値を受信し、そのアドレス値を、全データユニットに対して同様に事前定義される値と比較し、その所定値との一致があるときアドレス指定され、少なくとも不一致があるとき所定の演算によってアドレス指定された値を変更し、このようにして得られるアドレス値を渡す。
【００２０】
特にその所定演算が増分または減分である場合、このようなアドレス値は、上述の渡されたデータ値と同じように増加する重要度の逐次セクションまたはビットの形態で逐次に渡され、アドレス値のセクションを受ける各データユニットは、それが増分または減分に必要であるかどうかに応じてこれを変更するか、または変化せず、前記データユニットがアドレス値のさらなるセクションを受信する前にそれを渡す。このようなアドレス指定に基づいて、上述のデータユニットから得られた個別データ値において、アドレス指定されたデータユニットによって発生され、それをアドレス指定されたデータユニットに続く任意のデータユニットを介して受信器に進める、１つの個別データ値をそれぞれの場合で選択することも可能である。
【００２１】
本発明のさらなる特徴や利点は、添付の図を参照して例示的に示された次の実施形態の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１のブロック線図は、直列に接続されるＭ個の燃料電池１−１〜１−Ｍのスタックを示し、それらのそれぞれにＡ／Ｄコンバータ２−ｉおよびインターフェイス３−ｉ、ｉ＝１、・・・、Ｍから構成される測定点が割り当てられる。Ａ／Ｄコンバータは、その端子電圧を収集し、収集された電圧を表すデジタル値をインターフェイス回路３−ｉに供給するために、割り当てられた燃料電池１−ｉの接続端子にそれぞれ接続される。単線データライン４は、コントロールユニット５から始まりインターフェイス３−ｉを経て、コントロールユニット５に戻るように連続してリング状に走る。データライン４は、信号装置に関して互いに分離される複数のセクション、すなわちそれぞれがコントロールユニット５の送信器を回路の第１のインターフェイス３−１の受信器に、またはインターフェイス３−ｉの送信器を下流インターフェイス３−（ｉ＋１）の受信器または、最後のインターフェイス３−Ｍの場合、コントロールユニット５の受信器に接続するセクションから構成される。データラインは、ゆえに一方向のみ、図１では反時計回りの方向にのみ伝送し、各インターフェイスは、その受信器に到達する信号がそれによってその送信器を介して渡されるかどうかについてのコントロールを有する。
【００２３】
図１の実施形態では、データライン４の大部分のセクションは、それぞれ、燃料電池の直列接続における次の、すなわち１つ隣の燃料電池１のインターフェイス３を互いに接続する。これらのインターフェイスはそれぞれ、それらに割り当てられる燃料電池の電位で浮動状態にある。このようにして、データライン４の各セクションによってブリッジされることになるインターフェイス間の電位差は、それぞれの場合で、燃料電池１−ｉの端子電圧の２倍に相当する。データライン４に沿って隣接するインターフェイス３−ｉ間の電位差はゆえに低いので、それらの間の直流電圧の遮断が、例えば、データライン４の各セクションに挿入されるコンデンサ（図示せず）を使用することによって容易に可能となる。当然、燃料電池スタック内で互いに電気的に直接接続される燃料電池のインターフェイスがそれぞれの場合でデータライン４で接続されることも可能であるが、この場合、データライン４の１つのセクションでは、燃料電池スタックの総出力電圧に相当する電位差をブリッジすることが必要となり、これは、例えば、光カプラーのような直流電圧の分離のためのより複雑な手段が必要となる。
【００２４】
クロックドライン６は、コントロールユニット５からインターフェイス３−１〜３−Ｍを経て、コントロールユニット５に戻るようにリング状のデータライン４と並列に導かれる。データライン４と同じように、信号装置によって分離され、それぞれがコントロールユニット５またはインターフェイス３−ｉの送信器を下流インターフェイス３−（ｉ＋１）またはコントロールユニット５の受信器に接続する複数のセクションから構成される。
【００２５】
インターフェイス３−ｉは、コントロールユニット５から始まり、インターフェイス３がコントロールユニット５から状況または命令の信号を同時に受信する多線の状況ライン７にも並列に接続される。状況ライン７の１本の導線は、例えば、サンプリング命令を全測定点に伝送するために使用され、その命令は割り当てられた燃料電池の電圧値をそれらに受信させる。コントロールユニット５による問い合わせのときまでこの電圧値を格納するサンプルホールド要素が、各燃料電池１−ｉの、および割り当てられたＡ／Ｄコンバータ２−ｉの接続端子間のアナログ回路として、またはＡ／Ｄコンバータ２−ｉとそのインターフェイス３−ｉの間のデジタルバッファとして提供される。
【００２６】
状況ライン７は、好ましい実施形態によれば、インターフェイス３−ｉがコントロールユニット５からデータライン４を介して伝送された命令とデータとを識別し、それらを評価するように構成される場合、省くことができる。これは、例えば、時系列に間隔をおいて並んだ列またはバーストの形態でデータライン４で伝送されるデータ、および各列の始めの固定数のビットをそれぞれの場合で命令と解釈するインターフェイスによって可能となる。
【００２７】
コントロールユニット５は、それ自体が自動車のＣＡＮバス８に接続され、そのバスを介して、図示されないプロセッサから、プロセッサに特定データ値を供給するか、またはこれらのデータ値を伝送する命令を受ける。
【００２８】
図１で示された装置の動作の方法を複数の例を参考にして説明する。第１に、コントロールユニット５が、燃料電池１の接続端子にある全電圧の最大を一定時間に供給する命令をプロセッサから受ける場合が考えられる。次に、コントロールユニット５は最終的に、上述のように、端子電圧をサンプリングおよび保持する命令を全インターフェイス３−１に伝送する。このような命令は、上述のように、状況ライン７の導線上の信号として、またはデータライン４上のビット列の一部として伝送される。次に、コントロールユニット５は、それがクロックドライン６を経て第１のインターフェイス３−１に、そのビットが全てゼロであり、ＮがＡ／Ｄコンバータ２の分解度であるＮビット長データワードを同時に伝送するクロック信号と同期してビット毎に伝送し始める。コントロールユニット５は、それがＮビットの最初の「ゼロ」を伝送する前に獲得されたデータ値のデジタル化が終了されるまで必ずしも待つ必要がない。伝送の始めに、サンプリングされたデータ値の最上位のビットがインターフェイス３−１にあり、コントロールユニット５が伝送するのと少なくとも同じ速度でＡ／Ｄコンバータ２−ｉがさらなるビットを供給することで十分である。インターフェイス３−ｉが上流インターフェイス３−（ｉ−１）から、またはインターフェイス３−１の場合のコントロールユニット５からデータ値を受けるときにインターフェイス３−ｉが実行する処理については、全インターフェイスに対しも同じであり、図２を参照して説明する。
【００２９】
開始時に、インターフェイス３−ｉの内部レジスタｊは、ステップＳ１において値Ｎで満たされる。データライン上で次に受信される（ステップＳ２−２）ビットｒｊは、Ａ／Ｄコンバータ２−ｉによって収集されるデータ値Ｄと同等に有意なビットｄｊと比較される（Ｓ２−３）。ｄｊ＞ｒｊの場合、これは、尚も伝送されるＲのビットがどのような値であっても、Ａ／Ｄコンバータ２−ｉによって収集されるデータ値ＤはＲよりも大きくなければならないことを意味する。この場合、その方法はステップＳ２−４に進み、ビットｄｊを下流インターフェイス３−（ｉ＋１）に伝送し、ステップＳ２−５においてカウンタｊを減少させる。カウンタが値ゼロに達した場合（Ｓ２−６）、これは、全てのＮビットが処理されて、その方法が終了することを意味する。そうでない場合、さらなるビットｒｊが受信され（Ｓ２−７）、その方法は、このビットが渡されるＳ２−４に戻る。
【００３０】
ステップＳ２−３での比較の結果が、ｄｊがｒｊよりも大きくないということである場合、ビットｒｊはステップＳ２−８に渡される。ｄｊがｒｊよりも小さいかを決定するための比較（Ｓ２−９）がある。これが該当する場合、おそらくＲまたはＤの次の下位ビットとなる値に関係なく、データ値ＲはＤよりも大きくなければならないことは自動的に明らかであり、その結果、インターフェイス３−ｉは、値のさらなる比較を行うことなく、ループに入り、そこでｊが減少させられる（Ｓ２−１０）と直ぐに、さらなるビットｒｊが受信され（Ｓ２−１２）、ｊ＝０となる（Ｓ２−１１）まで渡される（Ｓ２−１３）こととなる。
【００３１】
ステップＳ２−９での比較の結果が、ｄｊがｒｊ以上となる場合、値ＲおよびＤのどちらが大きいかについては尚も決定されない。ｊを減少させ（Ｓ２ー１４）、ｊ＝０であるかを決定するために比較を行った後に、その方法は、ゆえにステップＳ２−２に戻る。
【００３２】
インターフェイス回路３−ｉによって渡されたデータ値Ｒは、ゆえに、それによって受信されるデータ値Ｒ、および回路それ自体から得られる個別データ値Ｄのそれぞれよりも大きなデータ値となる。
【００３３】
インターフェイスの全てが図２による処理を実行した場合、コントロールユニット５は、収集結果として、測定点２、３から得られた個別データ値の全ての最大を最後に受信する。
【００３４】
コントロールユニット５によって第１のインターフェイス３−１に伝送される中立データ値がＮビット「１」から構成され、ステップＳ２−３およびＳ２−９の比較が置き換えられる場合、測定点から得られたデータ値の全ての最小が同じように収集されることが可能である。
【００３５】
本発明にかかる方法の１つの有効な発展形態では、カウンタｊは使用されない。すなわち初期ステップＳ２−１および減分演算Ｓ２−５、Ｓ２−１０およびＳ２−１４が省略される。代わりに、収集された個別データ値Ｄが方法の開始時に格納され、それぞれの最上位格納ビットを出力するシフトレジスタの内容が、ステップＳ２−５、Ｓ２−１０およびＳ２−１４のそれぞれで１ビットだけ左にシフトされ、その結果、Ｄのビットも連続して出力され、Ｒのそれぞれの同一有意ビットと比較され、それらの２つのどちらの値がより大きい（またはより小さい）かが明らかとなるまで行われ、それぞれ選択された値が、新値Ｒとして、次のインターフェイス回路に渡される。インターフェイス３に到達する値Ｒの連続ビット間の期間は、ステップＳ２−６、Ｓ２−１１およびＳ２−１５においてストップ基準として使用される。次のビットが所定期間よりも長くならなければならない場合、インターフェイスはその方法を終了させる。この方法は、特に、限定的な精度での高速比較を可能にする。すなわちＲのビット数がＡ／Ｄコンバータ２の分解度よりも小さくても良い。このような場合、データ値Ｄの少数の有意ビットは未評価のままとなる。
【００３６】
図１の装置を用いると、図２の方法の代わりに、図３の方法を実行することによって燃料電池の全端子電圧の和を収集することも容易に可能となる。コントロール回路５は、最大が決定されたときの場合のように、一連の「０」ビットを第１のインターフェイス３−１に伝送する。各インターフェイスは、図３で示された方法を実行する。最初に、それはカウンタｊを１にセットする（Ｓ３−１）ので、続いてビットｒｊを受けることができる（Ｓ３−２）。ステップＳ３−３において、このビットは、その有意性を考慮に入れて、つまり因子２ｊ−１を掛けて、それぞれの測定点によって収集される個別データ値Ｄに加算され、この場合、その次の最上位ビットｄｉ＋１へのキャリーオーバが起こり得る。このように得られるビットｄｉは、ステップＳ３−４において次のインターフェイス３に、または問題のインターフェイスが最後である場合にはコントロールユニット５に渡される。カウンタｊが増加させられた（Ｓ３−５）後、それは、合計Ｎビットが処理されたかどうかがチェックされる（Ｓ３−６）。未処理があった場合、その方法はステップＳ３−２に戻り、処理済みであった場合、終了される。
【００３７】
明らかなように、図３による加算中、ビットが処理される順序は、最大または最小が図２に従って決定される順序と異なる。
【００３８】
両方法は、図２によるか、または図３により、状況ライン７の導線がある場合、またはデータラインで伝送され、コントロールユニット５がインターフェイスの演算モードを定義できるようにする命令が定義される場合、図１による同じ装置で任意に実行される。
【００３９】
図４は、インターフェイス３−ｉの入力（線図Ａ）における、または出力（線図Ｂ）におけるクロック信号とデータ信号の時間変化を示す図である。時間ｔ０において、伝送されるデータ値Ｒの１ビットから次ビットへの転換におけるそれぞれの場合で、図４においてρｉｎで示されるデータ信号は、そのレベルを変更できる。データライン上のレベルを安定させるのに要する短い遅延で、クロック信号τｉｎは、時間ｔ１において、インターフェイス３−ｉをして入力にある値ｒｊを受け入れさせる上昇エッジを有する。インターフェイス３は、受信ビットｒｊと、それから収集される個別データ値Ｄの対応ビットｄｊの間の連係を実行し、前記連係に関しては図２または図３に対して上述の通りである。その結果は、時間ｔ２において利用でき、線図Ｂで示されるように、出力データ信号ρｏｕｔのレベルｒｊとして出力される。
【００４０】
インターフェイス３−ｉは、受信したクロック信号τｉｎと比較して半分の期間の位相シフトを有する下流インターフェイス３−（ｉ＋１）に送られるクロック信号τｏｕｔを発生させる。クロック信号τｉｎが時間ｔ３において再び降下し、τｏｕｔが上昇エッジを有する場合、これは下流インターフェイス３−（ｉ＋１）をしてインターフェイス３−ｉによって出力されたレベルｒｊを受け入れさせ、それを処理させる。その結果、インターフェイス３−１〜３−Ｍの直列接続を走り抜けるためにデータ値Ｄの１ビットを要するクロック期間数は、たったのＭ／２であるが、期間Ｍは、全インターフェイスにおいて同期して存在するクロック信号で必要だったものである。
【００４１】
図３に対して説明される加算方法の一発展形態では、ステップＳ３−６は、クロック信号τｉｎが監視される演算と置き換えられる。その下降エッジは、インターフェイス３−ｉが先のビットの期間の測定から導く予想期間内に到達せず、Ｒの伝送が終了されることはこれから結論付けられる。ＤまたはＲの直ぐ先のビットの加算からのキャリヤビットがある場合、またはデータビットＤのビットが尚も未処理である場合、インターフェイス３−ｉは、これらのビットを自己生成クロックパルスと一緒に下流インターフェイス３−（ｉ＋１）に伝送し、続いて停止する；そうでない場合、それは、受信クロック信号を停止させることによって伝送を停止する。この方法では、Ｒのビット数は、一連のインターフェイスを通過中に必要なだけ増加できる、すなわち任意の所望数Ｍのインターフェイスを直列に接続することができる。
【００４２】
図１からの装置の一発展形態は、最大値、最小値およびＡ／Ｄコンバータ２−ｉにある電圧の和を可能にするだけでなく、個別選択可能なＡ／Ｄコンバータ２−ｉにある電圧を選択的に収集されるようにする。このために、アドレス情報を伝送する、データライン４のような単線ラインであっても良い追加のアドレスラインが必要となるか、またはそのレベルが各インターフェイス３−ｉをしてデータライン４が所定時間にデータ値またはアドレス情報を伝送するために使用されるかを決定させる、状況ライン７の追加の導線が必要となる。上述のように、データだけでなく、命令もデータライン上で伝送される場合、アドレスラインまたは状況ラインを用いなくても実行される。すなわちこの場合、データライン上のアドレス情報は、それぞれの場合で１つのインターフェイスから次に未修整の形式で渡され、アドレス情報がインターフェイス用のものとして識別する命令と併せてそれぞれの場合で伝送される。
【００４３】
個別電圧値の選択的読み取りを可能にする回路の演算の方法を、図５のフロー図を参照して説明するが、問い合わせが行われるインターフェイスは例としてインターフェイス３−３であるとする。アドレス情報のビットの数Ｎが４とすると、伝送されるアドレス情報は、「００１０」となる。コントロールユニットは、これらのアドレスビットを増加する重要度の順で、つまり０、１、０、０の順で伝送する。
【００４４】
コントロールユニット５に直接接続されるインターフェイス３−１は、２つの内部レジスタｊ、ｃの初期化を実行する、ここでｊ＝１、ｃ＝０である。ステップＳ５−２において、それは第１のアドレスビットａ１＝０を受ける。ステップＳ５−３は、ｃの値の関数としての分岐点である。これは、時間０において、その方法はステップＳ５−４に移ることとなる。ａ１が０に等しいと、その方法は、Ｓ５−６に直接移り、そこでは、ａ１は無効にされる、つまり１に設定される。得られた値は、インターフェイス３−２に渡され（Ｓ５−７）、カウンタｊは増分され（Ｓ５−８）、それが尚もＮよりも小さいと（Ｓ５−９）、その方法は、Ｓ５−２に戻る。値ａ２＝１を次に受ける。ｃが尚も０であると、その方法は、再びＳ５−４に移るが、この場合、ａ２がステップＳ５−６において無効にされる前に最初にステップＳ５−５においてｃ＝１に設定される。これらのステップＳ５−７〜Ｓ５−９は繰り返され、ａ３をステップＳ５−２において受ける。ｃ＝１の場合には、その方法は、Ｓ５−３から直接Ｓ５−７に移る、つまり値ａ３およびａ４が未修整の形式でインターフェイス３−２に渡される。インターフェイス３−２は、ゆえに数値１に従ってビット配列１、０、０、０を受ける。
【００４５】
ステップＳ５−１０において、インターフェイス３−１は、ｃ＝０であるかを再びチェックし、そうでない場合、その方法はそれに対して終了する。
【００４６】
インターフェイス３−２は、同じようにその方法を実行し、その結果、ビット配列０、０、０、０は、インターフェイス３−３に渡される。その方法が実行されるとｃ＝１がインターフェイス３−２においても設定されるので、その方法も、ここではステップＳ５−１０で終了する。
【００４７】
インターフェイス３−３において、方法は、アドレスビット１、１、１、１が渡される状況に導き、その場合ｃ＝０のままとなる。その結果、方法は、ここではステップＳ５−１０からステップＳ５−１１に分岐し、インターフェイス３−３がアドレス指定される。コントロールユニット５が次に個別データ値Ｄをインターフェイスに伝送する命令を出力する場合、それがそれに応答するインターフェイス３−３となる。下流インターフェイスの全ては、それを処理することなくこの個別データ値Ｄを渡す。
【００４８】
インターフェイスが別のデータラインやアドレスラインを有する場合、状況ライン７が選択的にアドレス指定するモードを指示し、データがデータライン４で伝送されるという事実は、前記データが修正無しに渡されることを下流のインターフェイスが検出するのに十分である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による個別燃料電池の端子電圧を収集する装置が接続された燃料電池スタックのブロック線図を示す。
【図２】燃料電池の最大端子電圧を収集する方法のフロー図を示す。
【図３】燃料電池の端子電圧の和を収集する方法のフロー図を示す。
【図４】図１に示した装置内のクロック信号およびデータ信号の経時変化図を示す。
【図５】図１からの装置の個別測定点をアドレス指定し、測定点によって測定された端子電圧を収集する方法のフロー図を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１  燃料電池
２  Ａ／Ｄコンバータ
３  インターフェイス
４  データライン
５  コントロールユニット
６  クロックドライン
７  状況ライン
８  ＣＡＮバス
ｒｊ  受信ビット
ｄｊ  対応ビット
ρｉｎ  データ信号
ρｏｕｔ  出力データ信号
τｉｎ  クロック信号
ａｊ  アドレス値
ｃ  内部レジスタ
ｊ  内部レジスタ
Ｒ  データ値
Ｄ  データ値
【図１】
2004206724.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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