(57)【要約】【課題】子機１０に識別子を割り付ける作業をしなくても、子機１０を識別する。【解決手段】複数の電池１と、これらを電気的に接続する電力供給線３とを有する電池１を監視する監視装置１００であって、各電池１のうちの所定の電池１の電圧を検出するとともに、検出された各電池１の電圧検出結果と、信号出力指令に応じた応答信号とを、交流通信信号に変換して電力供給線３を介して送出する検出回路１１と、検出回路１１から送出された応答信号を受信し、この応答信号から導出された伝達特性を比較し、伝達特性の比較結果に基づいて検出回路１１をそれぞれ識別する識別回路２３と、識別回路２３により識別された検出回路１１から電池１の電圧検出結果を受信する制御回路２１と、を有する。【選択図】  図１
2012050280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、これらを電気的に接続する電力供給線とを有する組電池を監視する装置であって、
前記電池のうちの所定の電池の電圧を検出するとともに、前記検出された各電池の電圧検出結果と、信号出力指令に応じた応答信号とを、交流通信信号に変換して前記電力供給線を介して送出する複数の検出部と、
前記各検出部から送出された応答信号を受信し、当該応答信号から導出された伝達特性を比較し、前記伝達特性の比較結果に基づいて前記検出部をそれぞれ識別する識別部と、
前記識別部により識別された検出部から前記各電池の電圧検出結果を受信する制御部と、を有することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の監視装置において、
前記識別部は、前記識別した各電池に固有の識別子を割り付け、
前記検出部は、前記識別部により割りつけられた識別子を記憶することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の組電池の監視装置において、
前記検出部は、前記識別子を記憶する不揮発性のメモリを有することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の組電池の監視装置において、
前記検出部は、前記応答信号が重複しないように所定の時間差をもって送出することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項５】
請求項４に記載の組電池の監視装置において、
前記検出部は、前記識別部から送出された所定振幅の信号を受信し、当該受信した信号の振幅に応じて前記時間差を設定することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項６】
請求項４に記載の組電池の監視装置において、
前記検出部は、前記検出部を構成する素子の特性に応じて前記時間差を設定することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の組電池の監視装置において、
前記識別部は、前記電池の接続箇所と当該接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を記憶し、前記受信した応答信号から導出された伝達特性に基づいて、前記対応情報を参照して前記検出部をそれぞれ識別することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項８】
請求項７に記載の組電池の監視装置において、
前記識別部は、前記接続態様が互いに異なる前記各電池の接続箇所と当該接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を、前記接続態様ごとにそれぞれ記憶することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の組電池の監視装置において、
前記識別部は、複数の周波数の応答信号を出力させる信号出力指令を前記検出部へ送出することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の組電池の監視装置において、
前記識別部は、前記検出部が送出した複数の周波数の応答信号から導出された伝達特性を比較し、前記伝達特性の比較結果に基づいて前記検出部をそれぞれ識別することを特徴とする組電池の監視装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の監視装置において、
前記検出部は、各電池のそれぞれに設けられた副装置に含まれ、
前記制御部は、前記副装置を統括する主装置に含まれ、
前記識別部は、前記副装置及び／又は前記主装置に含まれることを特徴とする組電池の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を接続してなる組電池を監視する監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅用の電力線通信システムにおいて、他の家の電力線通信システムから目的の電力線通信システムを識別するためのハウスコードの設定方法に関し、複数の通信装置に予めハウスコードを記憶させておき、新たなハウスコードの設定コマンドと更新前のハウスコードを受信したときに、更新前のハウスコードと記憶しているハウスコードとが一致した場合にはハウスコードの更新を行う方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０８９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、電力線通信のシステムを統括制御する主装置が各システムを識別するために、システムのそれぞれに予め識別子を設定する必要があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、組電池を監視する監視装置において、電池の電圧を検出する複数の検出部に予め識別子を設定しなくても、各検出部をそれぞれ識別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】
【０００６】
本発明は、複数の電池のうちの所定の電池の電圧を検出する検出部が送出する応答信号から伝達特性を導出し、この伝達特性の比較結果に基づいて検出部を含む装置を識別することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検出部から受信した応答信号の伝達特性の違いによって複数の検出部をそれぞれ識別するため、電池を管理する検出部に予め識別子を設定する作業を行わなくても、各検出部をそれぞれ識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る監視装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る監視装置のブロック図である。
【図３】電力線通信時に電力供給線を介して伝達される信号の電圧波形の模式図である。
【図４】応答信号の電圧の算出手法を説明するための図である。
【図５】信号出力指令に対する応答信号の受信電圧の例を示す図である。
【図６】子機接続箇所と応答信号の伝達特性との対応関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る監視装置の制御手法を示すフローチャート図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る監視装置の応答信号を送信する時間差の設定手法を説明するための図である。
【図１０】受信した信号の電圧振幅に応じて定義された、応答信号を送信する時間差の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る監視装置の応答信号を送信する時間差を設定する処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【図１２】素子の特性を求める回路の構成図である。
【図１３】素子の特性を求める手法を説明するための図である。
【図１４】親機が子機から受信した応答信号の周波数別の伝達特性を示す図である。
【図１５】異なる周波数の応答信号を得る処理手順を示すフローチャート図である。
【図１６】周波数ごとに応答信号を得る場合の制御手順を示すフローチャート図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係るブロック図である。の電圧を示す図である。
【図１８】子機から発せられる信号出力指令に対する応答信号の受信電圧の例を示す図である。
【図１９】子機から信号出力指令を送出して、子機を識別する場合の制御手順を示すフローチャート図である。
【図２０】識別された各子機の電池の電圧検出結果を取得する処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
まず、本実施形態に係る監視装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る監視装置１００を備えた組電池９による、モータ５の駆動システムを示すブロック図である。同図に示す組電池９は、複数の電池１を直列に接続し、その両極に電力供給線３を介してインバータ４を接続したものである。組電池９から供給される直流電流は、電力変換装置であるインバータ４により交流電流に変換されて交流モータ５に供給され、当該交流モータ５を駆動する。
【００１１】
また、組電池９には、各電池１又は各電池群１Ｇ（以下、総称して電池１ともいう）のうちの所定の電池１の電圧を検出する検出回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、複数個設けられ、各電池１の電圧をそれぞれ検出する。検出回路１１は、所定の態様に配列された複数の電池１のそれぞれに一個ずつ併設されている。つまり、複数の検出回路１１の配置位置はそれぞれ相違する。なお、本例の検出回路１１は、一つの電圧検出回路で一つの電池１の端子間電圧を検出するように構成しているが、接続の態様は特に限定されない。
【００１２】
同図に示すように、本実施形態に係る監視装置１００は、各電池１の電圧を計測する検出回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（以下、総称して検出回路１１ともいう、以下同じ）をそれぞれ含む子機１０Ａ，１０ｂ，１０Ｃ（以下、総称して子機１０ともいう、以下同じ）と、この子機１０を統括する制御回路２１を含む親機２０と、を有する。本実施形態における子機１０Ａ，１０ｂ，１０Ｃは同じ仕様の装置である。
【００１３】
同図に示すように、本実施形態に係る監視装置１００は、各電池１の両端子間の電圧を検出するとともに、検出された各電池の電圧検出結果と、信号出力指令に応じた応答信号とを、交流通信信号に変換して電力供給線を介して送出する検出回路１１（１１ａ、１１ｂ，１１ｃを含む、以下同じ）と、複数の検出回路１１から送出された応答信号をそれぞれ受信し、この応答信号から導出された応答信号の伝達特性を比較し、伝達特性の比較結果に基づいて検出回路１１をそれぞれ識別する識別回路２３と、この識別回路２３によって識別された各検出回路１１が検出した各電池１の電圧検出結果を受信する制御回路２１と、を少なくとも備えている。制御回路２１は、取得した電圧検出結果に基づいて各電池１の電池容量を把握し、過充電や過放電を防止するための統括制御を実行する。
【００１４】
ちなみに、本例において、子機１０が本発明の副装置に相当し、本例の親機２０が本発明の主装置に相当する。また、本例の検出回路１１が本発明の検出部に相当し、本例の識別回路２３が本発明の識別部に相当し、本例の制御回路２１が本発明の制御部に相当する。特に限定されないが、本実施形態では、図１に示す監視装置１００のように、検出回路１１を子機１０側に設け、識別回路２３及び制御回路２１を親機２０側に設けることができる。
【００１５】
なお、同図に示す組電池９によるモータ５の駆動システムは、本実施形態に係る監視装置１００を説明するための一例であって、本例のように複数の電池１を直列に接続して組電池９を構成する以外にも、複数の電池１を直列及び／又は並列に接続して組電池９を構成することもできる。また、組電池９による電力の供給対象が直流モータの場合はインバータ４を省略することができ、さらに電力の供給対象はモータ５以外の負荷とすることもできる。
【００１６】
図２は、図１に示す監視装置１００のブロック図である。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態の各子機１０Ａ，１０ｂ，１０Ｃと親機２０とは、電池１電力供給線（強電ライン）３によって接続されており、電池１の直流電圧に交流信号波を通信用キャリア信号として重畳することにより、電力線通信をすることができる。
【００１８】
電力線通信を行うための変調復調処理は特に限定されず、位相偏移変調（PSK）、周波数偏移変調（FSK）、振幅偏移変調（ASK）、直交周波数分割多重変調（OFDM）、スペクトラム拡散方式などを用いることができる。例えばPSKを使用する場合には、上記キャリア波形の位相の変化を２進数のデジタル信号で表現することによって種々の情報を伝達することができる。電力供給線３を介した電力線通信の手法は特に限定されず、出願時に知られた手法を適宜用いることができる。
【００１９】
同図に示すように、親機２０は電力線通信を行うための第２通信制御回路２２を備え、子機１０も電力線通信を行うための第１通信制御回路１２を備えている。また、親機２０の第２通信制御回路２２は、子機１０との送受信号を送受信する電力線通信信号送受信回路２２１と、送受信する信号を変調・復調する送受信波形変調復調回路２２２と、子機１０から受信した応答信号や電圧検出結果の電圧の振幅を演算し、識別回路２３及び／又は制御回路２１へ送出する圧振幅演算回路２２３とを有する。他方、子機１０の第１通信制御回路１２は、親機２０と信号を送受信する電力線通信信号送受信回路１２１と、受信した信号を変調・復調する送受信波形変調復調回路１２２とを有する。また、親機２０の第２通信制御回路２２又は子機１０の第１通信制御回路１２には、必要に応じてフィルタ回路を適宜設けることができる。
【００２０】
これにより、親機２０と子機１０とは、信号出力指令、応答信号、電圧検出結果などの信号を授受することができる。
【００２１】
本実施形態の監視装置１００は、最終的に、各電池１の電池容量が適正となるように監視する。このため、親機２０の制御回路２１は容量調整を行う電池を識別し、所定の容量調整手法に基づく放電指令信号を、識別された電池１を管理する子機１０へ送出する。子機１０は、親機２０からの放電指令信号に基づいて、対応する電池１の電力を消費させ、組電池９を構成する電池１間の容量バラツキを解消する。容量のバラツキを解消するための容量調整の手法は特に限定されず、例えば、各電池１を容量調整用端子に接続し、容量調整用端子と接地端子を所定時間だけ接続し、電池１からの電流を容量調整用抵抗に流すことにより、各電池１の電池容量を所定量に調整することができる。
【００２２】
ところで、取得した電圧検出結果が所定の電池１のものであることを認識し、その電池１に対する容量調整を実行するためには、電池１の電圧を検出し電圧検出結果を送出する検出回路１１又はこの検出回路１１を含む子機１０をそれぞれ識別する必要がある。このため、本発明に係る本実施形態の監視装置１００は、識別回路２３を備えており、この識別回路２３が各電池１を管理する検出回路１１（又はこの検出回路１１を備える子機１０）を識別して、各検出回路１１に識別子を割り付ける。
【００２３】
以下、本発明の本実施形態に係る監視装置１００の識別回路２３の機能について説明する。本実施形態においては、識別回路２３を親機２０に設けた例を説明するが、識別回路２３は子機１０側に設けることも可能である。
【００２４】
具体的に、本実施形態の識別回路２３は、応答信号の伝達特性の特徴として、応答信号の電圧の振幅を導出し、これらを比較して検出回路１１をそれぞれ識別する。なお、本発明において、電池１の電圧を検出する検出回路１１が識別できれば、この検出回路１１を備える子機１０も識別できるので、検出回路１１を識別するという技術的な事項には、この検出回路１１を備える子機１０を識別するという意味を含む。
【００２５】
ここで、応答信号の伝達特性の一例について説明する。図３に、親機２０と子機１０間で送受信される信号の電圧波形の模式図を示す。この電圧波形は図１に示す接続箇所Ａ，Ｂの電圧波形（Ａ−Ｂ間電圧波形）である。
【００２６】
同図に示すように、子機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの返信信号の振幅平均値はＢ＜Ａ＜Ｃとなっている。このように、各子機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから送信される返信信号が全て同じであっても振幅に差が出るのは、親機２０へ伝達される間に返信信号が減衰するからである。この返信信号の減衰の程度（減衰率）は各子機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃで異なる。これは、伝達される信号が、単電池１や強電バスバー等の回路構成によるインダクタンス成分やキャパシタンス成分による影響を受けるためである。つまり、検出回路１１の配設位置によって、検出回路１１から送出される応答信号には異なる伝達特性を抽出することができる。
【００２７】
本実施形態の識別回路２３は、組電池の製造工程において、組電池の組立てが完了した後に識別処理を実行する。組電池製造作業者によって識別機能の動作開始指令が入力されると、識別回路２３は、第２通信制御回路２２を介し、応答信号の送出を要求する信号出力指令を子機１０へ送出する。
【００２８】
ここで、親機２０の識別回路２３が応答信号の電圧振幅を演算する手法を図４に基づいて説明する。電圧振幅演算回路２２３は、図４に示す応答信号の入力電圧を得る。図４に示す電力線通信波形は所定の通信キャリア周波数f[Hz]の交流信号波形である。電圧振幅演算回路２２３は信号の1周期t[sec]に対して十分なサンプリング速度で電圧サンプリングを行う。さらに、時間間隔t[sec]ごとに交流信号波の最大値と最小値を求めて、その差を電圧振幅Ｖｎとする。ただし、電圧振幅は変動を伴うので、電圧振幅としては電圧振幅平均値Vaveを、下記式を用いて求める。
【数１】
2012050280.tif 000003
【００２９】
この後、識別回路２３は、得られた応答信号から伝達特性を導出する。図５は親機２０が受信した各子機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの応答信号の受信電圧の例を示す図である。子機１０Ａ〜１０Ｃから親機２０へ送られる送信信号の送信電圧は、左端の波形に示すように全て同じである。しかし、親機２０に対して各子機１０Ａ〜１０Ｃの配置（接続位置）が異なるので、各子機１０Ａ〜１０Ｃが親機２０へ送る信号の減衰率が異なり、応答信号ＶＡ，ＶＢ，ＶＣの受信電圧が異なる。図５に示す例では、子機１０Ａ〜１０Ｃから受信した応答信号ＶＡ，ＶＢ，ＶＣから、この受信電圧に基づく伝達特性、ＶＣ＞ＶＡ＞ＶＢを導出することができる。
【００３０】
また、本実施形態の識別回路２３は、特定された各電池の接続箇所（図１に示すＡ〜Ｆ）とこの接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を記憶しておき、受信した応答信号から導出された伝達特性に基づいて、対応情報を参照して各検出回路１１をそれぞれ識別することができる。例えば、実際に計測することによって既知とした検出回路１１（電圧が検出される電池１）の接続箇所と応答信号の受信電圧レベルを対応づけた対応表を作成しておき、複数の子機１０から得た応答信号の受信電圧レベルの大小関係と、対応表に定義された受信電圧レベルの大小関係とを比較すれば、識別処理時に得た応答信号がどの接続箇所間に配置された電池１の電圧を検出する検出回路１１であるかを判断することができる。
【００３１】
図６に対応情報の一例を示す。図６に示す対応情報においては、図１に示す接続箇所Ｅ−Ｆ間からの受信電圧レベルが最も高く、次に、続箇所Ｃ−Ｄ間からの受信電圧レベルが高く、接続箇所のＤ−Ｅ間からの受信電圧レベルが最も低いという対応関係が示されている。図５に示す各応答信号ＶＡ，ＶＢ，ＶＣにおいては、伝達特性がＶＣ＞ＶＡ＞ＶＢであるから、ＶＡがＣ−Ｄ間に配置された電池を管理する子機１０Ａから送出された応答信号であり、ＶＢがＤ−Ｅ間に配置された電池を管理する子機１０Ｂから送出された応答信号であり、ＶＣがＥ−Ｆ間に配置された電池を管理する子機１０Ｃから送出された応答信号であることが分かるので、各応答信号を送出した検出回路１１を識別することができる。このような対応情報を準備しておくことにより、対応情報を参照すれば検出回路１１を識別することができるので、検出回路１１の識別を容易かつ迅速に行うことができる。
【００３２】
また、電池１の接続の仕方（直列又は並列）や、電池１の数や配置が異なり、電池１の接続態様が異なる場合には、これら接続態様が互いに異なる各電池の接続箇所とこの接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を、接続態様ごとにそれぞれ記憶することができる。これにより、接続態様が異なる場合であっても、上述した場合と同様に、検出回路１１の識別を容易に行うことができる。
【００３３】
識別回路２３は、識別した検出回路１１を備える子機１０に固有の識別子を割り付ける。この識別子により、電池１を管理する検出回路１１ａ〜１１ｃ（子機１０Ａ〜１０Ｃ）が同じ構成であっても、それぞれを識別することができる。つまり、製造時に各検出回路１１や子機１０に識別子を設定する必要が無い。また、これらを識別するために、各検出回路１１や子機１０を異なる仕様にする必要が無い。
【００３４】
そして、電池１を管理する検出回路１１は、割りつけられた識別子を第１メモリ１４に読み出し可能な状態で記憶する。識別子を記憶しておけば、再度識別処理を行う必要がなく、監視装置１００の負荷を低減することができる。また、この第１メモリ１４としては、不揮発性の半導体メモリを用いることができる。第１メモリ１４が揮発性メモリであると、一旦記憶しておいても、車両停止時に子機１０がシャットダウンすると識別子が失われてしまうため、車両再起動時に識別処理を再び行わなければならない。第１メモリ１４が不揮発性メモリであれば一度識別子を登録すればよい。
【００３５】
このように、装置を組み立てた後である、かつ装置の使用前に割り付けられ、第１メモリ１４に記憶された識別子は、検出した電圧検出結果を交流信号にして出力する際に、その交流信号のヘッダとして付加された上で制御回路２１に送られる。これにより、制御回路２１は送られてきた電圧値に関する情報がどの電池１の検出回路１１により検出されたものであるかを認識することができる。また、制御回路２１から送られる容量調整指令信号にも識別子を付加し、これを受信した検出回路１１が第１メモリ１４に記憶された識別子と容量調整指令信号に付された識別子を比較することにより、検出回路１１は受信した容量調整指令が自己に対する指令であるかどうかを判断することができる。
【００３６】
以下、本実施形態の監視装置１００の識別処理の制御手順を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１で識別機能が起動すると、ステップＳ２において、親機２０の識別回路２３が検出回路１１を含む子機１０へ信号出力指令を送信する。なお、この信号出力指令は、予め子機１０の検出回路１１に記憶させておき、所定のトリガに呼応して検出回路１１が自発的に識別の処理を開始して応答信号の送出を実行することも可能である。
【００３８】
ステップＳ３において、子機１０の検出回路１１は、信号出力指令を取得し、ステップＳ４において、各子機１０の検出回路１１は、は信号出力指令に対する応答信号を送信する。ステップＳ５において、親機２０の識別回路２３は応答信号を受信する。ステップＳ６において配置された各子機１０のすべてについて応答信号がされたか否かを判断し、終わっていなければ、ステップＳ７に進み、ステップＳ４以降の処理を繰り返す。
【００３９】
全ての子機１０が応答信号を出力したら、ステップＳ８において、親機２０の識別回路２３は取得した応答信号から伝達特性を導出する。本例の識別回路２３は、応答信号の電圧の振幅の大小関係に基づく伝達特性を導出する。
【００４０】
そして、ステップＳ９において、識別回路２３は、各子機１０から取得した応答信号の伝達特性を比較して、その比較の結果に基づいて、各電池１の電圧を検出する検出回路１１（又はこの検出回路１１を含む子機１０）を識別する。ステップＳ１０において、識別回路２３は、識別した検出回路１１に固有の識別子を割り付ける。このとき検出回路１１を備える子機１０に識別子を割り付けてもよい。この識別子の割り付けは、作業者が行ってもよいし、コンピュータによって自動的に実行させてもよい。
【００４１】
ステップＳ１１へ進み、識別回路２３は、識別子の割り付け指令を生成し、ステップＳ１２でこの割り付け指令を、識別した検出回路１１へ送信する。
【００４２】
各子機１０の検出回路１１は、ステップＳ１３において識別子割り付け指令を受信した後に、ステップＳ１４において識別子を第１メモリ１４に格納する。
【００４３】
以上のように構成され動作する本実施形態の監視装置１００によれば、以下の効果を奏する。
【００４４】
本発明の本実施形態に係る監視装置１００は、検出回路１１から受信した応答信号の伝達特性の違いによって複数の検出回路１１をそれぞれ識別するため、電池を管理する検出回路１１や子機１０に予め識別子を設定する作業を行わなくても、各検出回路１１や子機１０をそれぞれ識別することができる。
【００４５】
各検出回路１１や子機１０には、予め独自の識別子を付与する必要が無いので、製造時に各検出回路１１、子機１０を同じ仕様にすることができる。言い換えると、独自の識別子を付すために、検出回路１１は子機１０をわざわざ異なる仕様にする必要が無い。
【００４６】
同じ仕様の検出回路１１を用いることができるので、組電池の製造時において、異なる仕様を有する検出回路１１を所定の接続箇所に接続させるという作業管理が不要になるので、管理工程の負荷を軽減させ、製造コストを低減させることができる。また、取り付け作業に起因する不具合を防止することができ、歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
また、信号の授受によって識別処理を行うので、同じ仕様の子機１０を用いた場合であっても、ディップスイッチなどで識別子を設定する必要が無く、組み立て工程における管理項目を削減し、製造コストを低減させることができる。同様に、外部入力ピンによって識別子を設定する必要が無く、外部入力ピンを準備する必要もない。これに伴い、製造コストを低減させることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、各電池に割り付けられた固有の識別子を、検出回路１１に記憶させるので、組み立て後においても、記憶された識別子を用いて子機１０と親機２０との間で情報の授受を行うことができる。識別子を記憶しておけば、通信の度に子機１０の識別処理を行う必要が無いので、電圧検出処理などの他の処理の妨げにならず、処理負荷を低減させることができる。また、子機１０と親機２０との間の伝達特性は使用環境や使用状況によって変化する場合があるが、伝達特性が変化してしまうと、子機１０の識別の精度が低下する恐れがある。本実施形態では、組み立て時に識別子を割り付けて、これを記憶しておくので、子機１０と親機２０との間の伝達特性の変化によって誤った子機１０の識別がなされることを防止できる。
【００４９】
さらに、検出回路１１の識別子を不揮発性メモリに記憶しておくことにより、再起動時においてはこのメモリを読み込んで識別子を得ることができる。これにより、車両がキーオフの際に子機１０は余計な電力を消費しないように、親機２０からの指令を受けてシャットダウンさせることができる。車両が再び起動する際には、記憶されている識別子を読み込んで子機１０と親機２０との通信を実行させることができるので、監視装置１００の起動時間を短縮できる。
【００５０】
本実施形態の監視装置１００によれば、電池１の接続箇所とこの接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を参照し、受信した応答信号から導出された伝達特性に基づいて各検出回路１１をそれぞれ識別するので、識別処理の負荷が軽減され、処理コストの低減を図ることができる。
【００５１】
本実施形態の監視装置１００によれば、接続態様が互いに異なる各電池の接続箇所と当該接続箇所間の伝達特性を予め対応づけた対応情報を予め記憶しておくことにより、組み立て時に取り付けられる組電池の接続態様に応じて参照する対応情報を変更すればよいので、接続態様の異なる組電池に同じ制御回路２１（親機２０）を取り付けることができる。
【００５２】
《第２実施形態》
続いて、第２実施形態の監視装置１０について説明する。
第１実施形態において説明したように、複数の検出回路１１は、応答信号を識別回路２３へそれぞれ送出するが（図７のステップＳ４）、複数の検出回路１１が同時に応答信号を送出すると、識別回路２３が各応答信号を正確に受信することができない。この点を解消するため、第２実施形態に係る監視装置１００では、子機１０の応答信号の送出タイミングを制御する。
【００５３】
本実施形態の監視装置１０の検出回路１１は、応答信号が重複しないように所定の時間差をもって送出する。この所定の時間差は予め定義し、各検出回路１１に記憶させておくことができる。
【００５４】
また、本実施形態の検出回路１１は、識別回路２３から送出された所定振幅の信号を受信し、この受信した信号の振幅に応じて時間差を設定することができる。つまり、組立時に予め送信の時間差を設定しなくても、使用開始前に送信タイミングの時間差を設定することができる。
【００５５】
本実施形態のブロック構成を図８に示す。図８に示す構成は図２に示す構成と基本的に共通するが、子機１０の検出回路１１が電圧振幅演算回路１２３を備える点が異なる。この電圧振幅演算回路１２３が識別回路２３から受信した信号の振幅を算出する。子機１０の電圧振幅演算回路１２３は、先に図５を参照して説明した手法と同じ手法により、振幅平均値を求めることができる。
【００５６】
親機２０が子機１０から受信した信号の振幅に差があるのと同様に、子機１０が親機２０から信号を受信した場合も、図９に示すように信号の振幅に差がある。つまり、親機２０から送出された共通の送信信号は、複数の子機１０で振幅の異なる信号として受信される。
【００５７】
本実施形態の検出回路１１は、求められた親機２０からの受信信号の振幅に基づいて、応答信号を送信する時間差を設定する。受信信号の振幅が異なるので、各検出回路１１は互いに異なる時間差を設定することができる。
【００５８】
本実施形態の検出回路１１は、図１０に示すように、受信電圧の振幅幅の大きさと、信号出力指令を受信してから応答信号を送出するまでの時間差が対応づけられたテーブルを備えている。検出回路１１は、電圧振幅演算回路１２３が算出した受信電圧の振幅に基づいて、時間差のテーブルを参照し、自身が応答信号を送出する時間差を得る。
【００５９】
上述したとおり、各子機１０は親機２０に対して異なる位置関係にあることから、伝達特性が異なるため、親機２０が送出する所定振幅の信号も各子機１０が受信すると、その振幅には差が生じる。つまり、親機２０に対して異なる位置関係にある各子機の受信電圧の振幅値は異なることが期待でき、この差を利用して各子機１０が応答信号を送出する時間差を異ならせることができる。これにより、親機２０の識別回路２３は各子機１０の検出回路１１から異なるタイミングで応答信号を取得することができ、識別処理を正確に行うことができる。
【００６０】
図１１は、応答信号の送信をする際の時間差を求める処理の手順を示すフローチャート図である。本処理は図７に示すフローチャートのステップＳ３の後に実行される。ステップＳ３において、親機２０は所定振幅の信号出力指令を送出する。ステップＳ２１において、子機１０の検出回路１１は親機２０から受信した信号出力指令の電圧振幅を演算し、ステップＳ２２で電圧振幅の値を決定する。
【００６１】
そして、ステップＳ２３において、子機１０の検出回路１１は、予め受信信号の電圧振幅と時間差とを対応づけたテーブル(図１０参照)を参照して、時間差を設定する。そして、ステップＳ２４において、子機１０は信号出力指令を受信してから設定された時間差が経過するまで待機し、ステップＳ２５において所定の時間が経過したら、ステップＳ２６に進んで、親機２０の識別回路２３へ応答信号を送出する。
【００６２】
また、応答信号を送出する時間差の設定手法として、検出回路１１を構成する素子の特性に応じて時間差を設定することをできる。
【００６３】
素子の特性を求めるための構成を図１２に示す。図１２に示すように、本実施形態の検出回路１１は、抵抗とコンデンサを含む入出力回路を有している。出力側の電圧を０Ｖから５Ｖに増加させると、コンデンサＣに電荷がチャージされ始める。抵抗やコンデンサの特性はある程度のばらつきがあり、一般に、コンデンサにはプラスマイナス２０％程度のバラツキが見られ、抵抗にはプラスマイナス５％程度のバラツキが見られる。
【００６４】
このため、例えば図１２の入力側の電圧が３．５Ｖに到達するまでの所要時間ｔを観察すると、図１３に示すように、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の入出力回路では所要時間がｔ１であるのに対し、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２の入出力回路では所定時間がｔ２であり、両者には時間差が生じる。この時間差を素子の特性として扱い、素子の特性に基づいて応答信号の送信時間差を設定する。この場合においても、図１０と同様に、入出力回路の電圧が所定値に到達するまでの所要時間ｔと時間差とを対応づけたテーブルを作成し、図１１と同様の処理によって時間差を設定する。
【００６５】
以上のように構成され動作する本実施形態の監視装置１００によれば、以下の効果を奏する。
【００６６】
本実施形態の監視装置１００によれば、所定の時間差をもって応答信号を送出することにより、各検出回路１１（各子機１０）を同じ仕様にしても、応答信号を重複させないで順番に親機２０の制御回路２１に受信させることができる。この結果、検出回路１１を異なる仕様にしなくても、複数の検出回路１１（子機１０）が送出する応答信号の混線を防止することができる。
【００６７】
本実施形態の監視装置１００によれば、識別回路２３から送出された所定振幅の信号を検出回路１１が受信したときの信号の振幅に応じて時間差を設定することにより、各検出回路１１からの応答信号の送出タイミングを確実にずらすことができる。識別回路２３と検出回路１１とが送受信する信号の伝達特性を取得しておけば、予めこれをソフトウェアに反映させればよく、ソフトウェアの変更のみで各検出回路１１の送信タイミングを制御することができる。
【００６８】
また、本実施形態の監視装置１００によれば、検出回路１１を構成する素子の特性に応じて応答信号を送信する際の時間差を設定するので、各検出回路１１からの応答信号の送出タイミングを確実にずらすことができる。この手法によれば、ソフトウェアの変更をしなくても、応答信号の送出タイミングをずらすことができる。
【００６９】
《第３実施形態》
続いて、第３実施形態の監視装置１０について説明する。
上述したように、親機２０は、子機１０からそれぞれの応答信号を受信するが（図７のステップＳ５）、周波数によっては応答信号の振幅に差が出ない場合がある。
【００７０】
図１４は親機２０が子機１０からの応答信号を受信した際の周波数別の伝達特性を示す図である。縦軸は子機１０の応答信号に対して親機２０が受信した信号電圧のゲインであり、数値が高いほど信号の減衰率が少ない。通信用のキャリア周波数を選択する場合には、ｆ２のような全ての子機１０について高いゲインである周波数が適している。しかし、ｆ２は伝達特性が良いものの、子機１０間で減衰率に差が無い為、応答信号に基づいて識別処理を行うことが難しくなり、識別の判断の信頼性が低下することが懸念される。
【００７１】
つまり、識別処理を正確に行う観点からは、ｆ１やｆ２のように子機１０間で特性に差がある周波数を通信周波数として採用することが好ましい。
【００７２】
このため、本実施形態において、識別回路２３は、所定の複数の周波数の応答信号を出力させる信号出力指令を子機１０の検出回路１１へ送出する。一の周波数の応答信号だけでは、識別処理の信頼性を担保することができないからである。また、この場合において、所定の周波数の応答信号から導出された伝達特性の差が小さい場合には、異なる周波数の応答信号を求める信号出力指令を送出するようにし、他方、伝達特性の差が所定値以上である場合には、信号出力指令の送出を終了するようにすることができる。これにより、できるだけ少ない応答信号の授受で正確な識別処理を行うことができる。
【００７３】
そして、識別回路２３は、検出回路１１が送出した所定の周波数の応答信号から導出された伝達特性を比較し、伝達特性の比較結果に基づいて各電池をそれぞれ識別する。つまり、伝達特性の比較結果が所定値以上の差を含むものである場合には、その伝達特性が導かれた応答信号を用いて識別処理を行う。こうすることで、所定値以上の差が見られる伝達特性に基づいて信頼性の高い識別を実行することができる。
【００７４】
図１５は、所定周波数の応答信号を出力させる処理の制御手順を示すフローチャート図である。
【００７５】
本処理は、識別工程開始後、図７のステップＳ２が開始される前に実行される。ステップＳ３１において、識別回路２３は、複数の所定周波数の応答信号を送出させる信号出力指令を送出する処理を開始する。まず、所定周波数の応答信号を送出させる信号出力指令を子機１０の検出回路１１へ送出する。
【００７６】
ステップＳ３２において、親機２０の識別回路２３は異なる（更新された）周波数の応答信号を送出させる信号出力指令を生成し、子機の検出回路１１へ送信する。
【００７７】
ステップＳ３３において、子機１０の検出回路１１は、更新された周波数に係る信号出力指令を受信する。この信号出力指令に呼応して、子機１０の検出回路１１は通信周波数を変更し、図７のステップＳ２以降の処理を実行する。
【００７８】
また、図１６に示すように、子機１０から複数の周波数の応答信号を送出させ、各周波数の応答信号から伝達特性を導出して、各周波数の伝達特性を総合的に判断して検出回路１１を識別することもできる。
【００７９】
図１６のフローチャートに示すように、識別処理が開始されたら（ステップＳ４１）、ステップＳ４２において、親機２０の識別回路２３は子機１０の検出回路１１へ所定の周波数の信号出力指令を送出する。ステップＳ４３において、子機１０の検出回路１１は識別回路２３からの信号出力指令を受信し、続くステップＳ４４において応答信号を親機２０の識別回路２３へ送出する。ステップＳ４５において、親機２０の識別回路２３が子機１０の検出回路１１からの応答信号を受信したら、ステップＳ４６及びＳ４７の処理により全ての子機１０からの応答信号を取得するまで応答信号の受信を行う。識別回路２３は、全ての子機１０からの応答信号を受信したら、受信した応答信号から伝達特性を導出する。そして、ステップＳ４９及びＳ５０の処理により、以上の処理を所定の通信周波数の全てについて実行する。最後に、周波数ごとの応答信号から導出された伝達特性を参照し電池１を管理する検出回路１１（子機１０）を識別する。
【００８０】
複数の周波数の応答信号を用いて検出回路１１を識別する手法は特に限定されず、各周波数の応答信号において電圧の振幅などの伝達特性に所定値以上の差が見られた場合にはその周波数の応答信号を用いて電池１を管理する検出回路１１を識別するようにすることができる。
【００８１】
以上のように構成され動作する本実施形態の監視装置１００によれば、以下の効果を奏する。
【００８２】
本実施形態の監視装置１００によれば、複数の周波数の応答信号を出力させる信号出力指令を検出回路１１へ送出するので、各検出回路１１と識別回路２３との間の信号の伝達特性に差が無い場合には、異なる通信周波数に切り替えて、伝達特性に所定量以上の差が生じる通信周波数を用いるようにすることができる。この結果、識別の判断の正確性を向上させることができる。
【００８３】
本実施形態の監視装置１００によれば、識別回路２３は、応答信号の周波数を変化させ、検出回路１１が送出した異なる周波数の複数の応答信号から導出された伝達特性を比較し、各周波数の応答信号の伝達特性の比較結果を総合的に評価して検出回路１１をそれぞれ識別することができる。複数の周波数の応答信号の伝達特性を比較して検出回路１１を識別するので、識別の精度を高めることができる。つまり、互いに異なる周波数の応答信号から求めた伝達特性の比較結果を用いて、より確かな識別判断ができるので、識別の精度をさらに向上させることができる。
【００８４】
《第４実施形態》
続いて、第４施形態の監視装置１０について説明する。
本実施形態のブロック構成を図１７に示す。図１７に示すように、本実施形態の基本的構成は第１〜第３実施形態と共通する。第１〜第３実施形態では、識別回路１１２が親機２０に設けられた監視装置１００の例を説明したが、本実施形態の監視装置１００は、子機１０の検出回路１１も識別回路１１２を備える点を特徴とする。この識別回路１１２の機能及び動作は、第１〜第３実施形態において説明した親機２０に設けられた識別回路２３と共通する。
【００８５】
親機２０に対する配置位置が異なる子機１０同士では、一般に受信信号の電圧が異なるが、先述した図１４の周波数ｆ２に示すように、別々の子機１０同士であっても受信信号の電圧が近似する場合がある。このような場合は、親機２０の識別回路２３は一方の子機１０の応答信号の伝達特性と、他方の子機１０の応答信号の伝達特性とが共通するため、これらを識別することができない。また、同図１４の周波数ｆ５においては、子機１０Ａ及び子機１０Ｂのゲインが近似し、これらを識別することは困難であるが、子機Ｃだけは他の子機１０Ａ，１０Ｂから識別することができる。
【００８６】
このように、親機２０と子機１０との間の信号の伝達特性の差が小さい場合は、基準となる装置を親機２０から子機１０へ変えて、応答信号の伝達特性を比較すれば、子機１０を正確に識別できる場合がある。本実施形態では、一の子機１０（例えば子機１０Ｃ）から他の子機１０（例えば子機１０Ａと子機１０Ｂ）へ信号出力指令を送出し、他の子機１０（例えば子機１０Ａと子機１０Ｂ）が一の子機１０（例えば子機１０Ｃ）へ応答信号を送出することができるように、子機１０側に識別回路１１２を設けている。
【００８７】
図１８に示すように、親機２０が識別可能な子機１０Ｃから（図１４の周波数ｆ５参照）、親機２０が識別不可能な子機１０Ａ及び１０Ｃ（図１４の周波数ｆ５参照）に対して、所定の送信信号を送出すると、他の子機１０Ａ及び１０Ｃの受信電圧には差が生じる。つまり、子機１０Ｃを基準にすれば、他の子機１０Ａ及び１０Ｃとの間の伝達特性には差が生じる。同様に、子機１０Ａ及び１０Ｂから子機１０Ｃに信号を送出した場合も、子機１０Ｃにおける子機１０Ａからの応答信号の受信電圧と、子機１０Ｃにおける子機１０Ｂからの応答信号の受信電圧とには差が生じる。
【００８８】
これは、子機１０Ｃに対して子機１０Ｂよりも子機１０Ａの方が回路上より遠い位置に接続され、子機１０Ｃに至るまでの信号の減衰が相対的に大きいためである。この信号の減衰率の違いに着目することによって、応答信号の伝達特性に基づいて子機１０Ｃに対する子機１０Ａ及び１０Ｂを識別することができる。
【００８９】
つまり、子機１０Ｃが所定電圧の信号出力指令を子機１０Ａ、子機１０Ｂに送出し、子機１０Ａ、子機１０Ｂが受信した信号出力指令の電圧振幅による伝達特性によって子機１０Ｃを基準とした子機１０Ａ及び子機１０Ｃを識別することができる。同様に、子機１０Ａ、子機１０Ｂが子機１０Ｃに対して応答信号を送出し、子機Ｃが受信した応答信号の電圧振幅による伝達特性によって子機１０Ｃを基準としたときの子機１０Ａ及び子機１０Ｃを識別することができる。
【００９０】
このように、一の子機１０に設けられた識別回路１１２は、他の子機１０から送信された応答信号から伝達特性を導出し、この伝達特性に基づいて自己（一の子機）に対する他（他の子機）を識別することができる。
【００９１】
図１９は、本実施形態の監視装置１００の制御手順を示すフローチャート図である。図１９に示すＳ１〜Ｓ９の処理は図７に示すＳ１〜Ｓ９の処理と共通する。
【００９２】
図１９に示すように、ステップＳ５１において、前のステップＳ９において電池１を管理する全ての検出回路１１（子機１０）を識別出来れば識別処理は完了したと判断し、処理を終了させる。他方、各電池１を管理する全ての検出回路１１（子機１０）を識別できていなければ、ステップＳ５２へ進む。
【００９３】
親機２０の識別回路２３は、ステップＳ９において識別された検出回路１１を備える子機Ｍを特定し、識別指令を送出する。この識別指令により、子機１０Ｍに設けられている識別回路１１２が起動する。
【００９４】
さらに、ステップＳ５３において、親機２０の識別回路２３は、子機１０Ｍに設けられている識別回路１１２に対して、未識別の子機１０へ信号出力指令を送出する旨の命令を送信する。ステップＳ５４において、識別済の子機１０Ｍが未識別の子機１０へ信号出力指令を送出する旨の命令を受信する。
【００９５】
ステップＳ５５において、識別済の子機１０Ｍが未識別の子機１０へ信号出力指令を送信し、ステップＳ５６において、未識別の子機１０が信号出力指令を受信する。ステップＳ５７において、未識別の子機１０は識別済の子機１０Ｍへ応答信号を送信する。
【００９６】
ステップＳ５８において識別済の子機１０Ｍは、応答信号から導出した伝達特性に基づいて未識別の子機１０を識別し、その識別結果を親機２０へ送出する。ステップＳ５９において、親機２０は識別済の子機１０ＭからステップＳ９において識別できなかった未識別の子機１０の識別子を受信し、ステップＳ９の処理へ戻る。
【００９７】
以上のように構成され動作する本実施形態の監視装置１００によれば、以下の効果を奏する。
【００９８】
本実施形態の監視装置１００によれば、識別回路２３を子機１０及び／又は親機２０に含めることができるので、親機２０と子機１０との間の応答信号の伝達特性に加えて、一の子機１０と他の子機１０との間の応答信号の伝達特性によって、一の子機１０とを基準とした他の子機１０を識別することができる。
つまり、識別回路２３を親機２０に設けることにより、親機２０を基準とした検出回路１１の識別が可能となり、他方で、識別回路１１２を子機１０に設けることにより、子機１０を基準とした識別回路１１の識別が可能となる。これにより、複数の検出回路１１を、漏れなく且つ正確に識別することができる。
【００９９】
たとえば、親機２０の制御回路２１と子機１０の検出回路１１との間の信号の伝達特性の差が小さい場合には、一の子機１０と他の子機１０との間の伝達特性に基づいて、一の子機１に対する他の子機１０を識別し、この結果により、親機２０は、全ての子機１０を識別することができる。
【０１００】
最後に、本発明の第１実施形態から第４実施形態の識別工程後に行われる、電圧取得工程の制御手順を図２０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０１】
図２０に示すように、電圧取得工程は、電池１を管理する検出回路１１の識別工程後に開始される。
【０１０２】
ステップＳ６１において、親機２０の制御回路２１は、子機１０の検出回路１１に各電池の電圧を検出し、その電圧検出結果を制御回路２１へ送信する旨の電圧送信指令を送信する。ステップＳ６２において、子機１０の検出回路１１は、この電圧送信指令を受信する。
【０１０３】
続くステップＳ６３において、子機１０の検出回路１１は電池１の電圧を検出し、電圧検出結果を得て、ステップＳ６４において、検出回路１１は電池１の電圧検出結果を制御回路２１へ送出する。ステップＳ６５において、親機２０の制御回路２１が電圧検出結果を受信する。
【０１０４】
さらに、ステップＳ６６において、親機２０の制御回路２１は、さらに、親機２０を統括する上位制御装置へ電圧検出結果を送出する。すべての子機１０から電圧検出結果を取得するまで、ステップＳ６７及びステップＳ６８以降の処理を繰り返す。
【０１０５】
この電圧検出結果に基づいて、制御回路２１又はその上位制御装置は、電池１の容量調整を含む監視動作を実行する。
【符号の説明】
【０１０６】
１００…監視装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…子機，副装置
１…単電池
１Ｇ…電池群
１１…電池
１１…検出回路、検出部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…電圧検出回路
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…第１通信制御部
１４…第１メモリ
２０…親機，主装置
２１…制御回路、制御部
２２…第２通信制御部
２３…識別回路、識別部
２４…第２メモリ
３，３１，３２…電力供給線
４…インバータ
５…モータ
９…組電池
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ…接続箇所
【図１】
2012050280.tif 000004
【図２】
2012050280.tif 000005
【図３】
2012050280.tif 000006
【図４】
2012050280.tif 000007
【図５】
2012050280.tif 000008
【図６】
2012050280.tif 000009
【図７】
2012050280.tif 000010
【図８】
2012050280.tif 000011
【図９】
2012050280.tif 000012
【図１０】
2012050280.tif 000013
【図１１】
2012050280.tif 000014
【図１２】
2012050280.tif 000015
【図１３】
2012050280.tif 000016
【図１４】
2012050280.tif 000017
【図１５】
2012050280.tif 000018
【図１６】
2012050280.tif 000019
【図１７】
2012050280.tif 000020
【図１８】
2012050280.tif 000021
【図１９】
2012050280.tif 000022
【図２０】
2012050280.tif 000023