(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの制御装置を備える電気機械的アダプタであって、アダプタは少なくとも、バッテリ側の少なくとも１つの監視ユニットとの通信のための第１のインタフェースと、バッテリ側の監視ユニットの上位の監視ユニットとの通信のための第２のインタフェースと、少なくとも１つのセンサ及び／又はアクチュエータの接続のための第３のインタフェースと、を備え、制御装置は、第１のインタフェースと第２のインタフェースとの間の信号を変換する、上記電気機械的アダプタに関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの制御装置（３０）を備える電気機械的アダプタ（２０）において、
前記アダプタ（２０）は少なくとも、バッテリ側の少なくとも１つの監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））との通信のための第１のインタフェース（３８）と、前記バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の監視ユニット（１９）との通信のための第２のインタフェース（３３、３４）と、少なくとも１つのセンサ及び／又はアクチュエータの接続のための第３のインタフェース（３５、３９）と、を備え、前記制御装置（３０）は、前記第１のインタフェース（３８）と前記第２のインタフェース（３３、３４）との間の信号を変換することを特徴とする、電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項２】
前記電気機械的アダプタ（２０）は、前記信号の変換のために、更なる別の構成要素（３１、３６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項３】
前記更なる別の構成要素（３１、３６）は、ＣＡＮバスコントローラ及び／又はプログラム可能な構成要素を含むことを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項４】
前記第１のインタフェース（３８）は、直列インタフェースであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項５】
前記第１のインタフェース（３８）、前記第２のインタフェース（３３、３４）、及び／又は、前記第３のインタフェース（３５、３９）は、差込接続部を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項６】
少なくとも１つの制御装置（３０）を備える電気機械的アダプタ（２０）を駆動する方法において、
前記第１のインタフェース（３８）と前記第２のインタフェース（３３、３４）との間の信号が、前記電気機械的アダプタ（２０）の前記制御装置（３０）によって、及び／又は、前記電気機械的アダプタ（２０）の更なる別の構成要素（３１、３６）によって、信号の形状及び／又は信号レベルの調整により変換されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
前記信号は、前記電気機械的アダプタ（２０）の第３のインタフェース（３５、３９）のセンサ信号に従って変換されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記制御装置（３０）は、前記信号への信頼性検査を実施することを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記制御装置（３０）は、様々な測定方法及び／又は様々なセンサによって検出される信号の信号比較を用いて前記信頼性検査を実施し、及び／又は、信号と、極値及び／又は平均値についての所定の閾値と、を比較することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御装置（３０）は、前記所定の閾値の範囲外に存在する信号を遮断し、前記信号のための格納されている代替値を利用し、前記信号の検出のためのサンプリング周波数を調整し、及び／又は、前記比較された信号が互いに一致しない場合にはアクチュエータを作動させることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御装置（３０）は、前記信号の形態及び／又は前記信号レベルを用いて、信号検出エラー及び／又は通信エラーを検出することを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御装置（３０）は、前記信頼性検査に従って、信号検出エラー及び／又は通信エラーにより、前記第３のインタフェース（３５、３９）で警報信号を出力することを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））内、及び／又は、バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））と、当該バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の中央監視ユニット（１９）と、の間の通信接続（１２）内、及び／又は、前記バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の中央監視ユニット（１９）内での、請求項１〜５に記載の電気機械的アダプタ（２０）の利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの制御装置を備える電気機械的アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術で公知のアダプタは、２つのインタフェース間の信号レベルを変換し、従って、制御装置上では、例えば様々なセンサが駆動可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知の従来技術の欠点は、各アダプタが独自のハードウェア回路を必要とし、さらに追加的に、アダプタのインタフェースに接続された各ユニットが独自の評価回路を備えているということである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これに対して、独立請求項の固有の特徴を備えた本発明に係るやり方には、電気機械的アダプタが少なくとも１つの制御装置を備え、その際に、アダプタは少なくとも、バッテリ側の少なくとも１つの監視ユニットとの通信のための第１のインタフェースと、バッテリ側の監視ユニットの上位の監視ユニットとの通信のための第２のインタフェースと、少なくとも１つのセンサ及び／又はアクチュエータの接続のための第３のインタフェースと、を備え、制御装置は、第１のインタフェースと第２のインタフェースとの間の信号を変換するという利点がある。
【０００５】
本発明の更なる別の好適な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００６】
有利に、電気機械的アダプタは、上記信号の変換のために更なる別の構成要素を備え、例えば、ＣＡＮバスコントローラ及び／又はプログラム可能な構成要素を備える。プログラム可能な構成要素によって、例えば、新しい通信プロトコルへの信号の変換の調整を行うことが可能であり、その際に、上記更なる別の構成要素及び／又は電気機械的アダプタは交換されなくてもよい。
【０００７】
第１のインタフェースは直列インタフェースを含み、この直列インタフェースは、有利にデータを非同期的に伝送し、エラー検出及び誤り訂正を含み、これにより通信エラーが検出される。
【０００８】
第１のインタフェース、第２のインタフェース、及び／又は、第３のインタフェースは、有利に差込接続部を含み、従って、設置空間に対して最適化させて電気機械的アダプタを利用することが可能であり、及び／又は、電気機械的アダプタは、例えば制御ユニット、通信線、センサ、アクチュエータ、及び／又は、監視ユニットと着脱可能に接続されている。
【０００９】
有利に、電気機械的アダプタの制御装置は、第１のインタフェースと第２のインタフェースとの間の信号を信号の形状及び／又は信号レベルの調整によって変換する方法を含む。
【００１０】
更なる別の実施形態において、信号は、第３のインタフェースのセンサ信号に従って変換され、その際に、制御装置は、有利に第３のインタフェースのセンサ信号によって、第１のインタフェースと第２のインタフェースとの間の信号の変換の調整、及び／又は、エラー処理を実施する。
【００１１】
有利に、制御装置は、上記信号への信頼性検査を実施し、例えば、様々な測定方法及び／又は様々なセンサによって検出される信号の信号比較を用いて信頼性検査を実施し、及び／又は、信号と、極値及び／又は平均値についての所定の閾値と、を比較する。
【００１２】
これにより、第１の有利な実施形態において、制御装置は、所定の閾値の範囲外に存在する信号を遮断することが可能であり、これにより、例えば最大電圧の超過による、後のエラーが防止される。
【００１３】
第２の実施形態において、制御装置は、上記信号のための格納されている代替値を利用し、例えば、格納されている最大閾値は、或る信号がこの最大閾値を超える場合に利用される。
【００１４】
第３の実施形態において、制御装置は、上記信号の検出のためのサンプリング周波数を調整し、例えば、比較された信号が許容範囲内で互いに一致しない場合には、標準状態の早期検出を保証するために、サンプリング周波数が上げられる。比較された信号がもはや互いに異ならない場合には、サンプリング周波数が再び下げられる。
【００１５】
第４の実施形態において、制御装置は、信頼性検査の際に信号が互いに一致しない場合には、アクチュエータを作動させる。有利に、制御装置は警報信号を出力し、従って、更なる別の監視ユニットは、エラー処理のための措置を取ることが可能であり、例えば接触器の解放によって、車両の電気駆動部からバッテリを分離することが可能である。
【００１６】
有利に、制御装置は、信号の形態及び／又は前記信号レベルを用いて信号検出エラーを検出し、例えば、故障したセンサ、破損したケーブルを検出し、及び／又は、通信エラーを検出し、例えば、電気機械的アダプタと更なる別の制御ユニットとの間の電線上での寄生結合（Ｓｔｏｅｒｅｉｎｋｏｐｐｌｕｎｇ）による通信エラーを検出する。信頼性検査に従って、制御装置は、第３のインタフェースで警報信号を出力する。
【００１７】
電気機械的アダプタは、バッテリ側の監視ユニット内、及び／又は、バッテリ側の監視ユニットと、当該バッテリ側の監視ユニットの上位の中央監視ユニットと、の間の通信接続内、及び／又は、バッテリ側の監視ユニットの上位の中央監視ユニット内で、有利に、電気機械的アダプタの解消可能な差込接続を用いて通信線を差し替えることによって利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の実施例が図面に示され、以下の明細書の記載において詳細に解説される。
【図１】従来技術によるバッテリ管理構造を示す。
【図２ａ】バッテリ側の監視ユニット内での本発明に係る電気機械的アダプタの利用の一例を示す。
【図２ｂ】バッテリ側の監視ユニットと、当該バッテリ側の監視ユニットの上位の中央監視ユニットと、の間の通信接続内での本発明に係る電気機械的アダプタの利用の一例を示す。
【図２ｃ】バッテリ側の監視ユニットの上位の中央監視ユニット内での本発明に係る電気機械的アダプタの利用の一例を示す。
【図３】本発明に係る電気機械的アダプタの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
同一の符号は、全ての図面において同一の装置要素を表す。
【００２０】
図１は、従来技術によるバッテリ管理構造１０を備えたバッテリ管理システム（ＢＭＳ＝ｂａｔｔｅｒｙ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を示している。少なくとも１つのバッテリセルを監視する少なくとも１つの監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）は、通信インタフェースによって、通信バス１２を介して中央制御ユニット１９（ＢＣＵ：ｂａｔｔｅｒｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）と接続されている。
【００２１】
少なくとも１つのバッテリセルを監視する監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）は、例えば、高電圧部１１（１、ＨＶ）、１１（ｎ、ＨＶ）と、例えば、低電圧部１１（１、ＬＶ）、１１（ｎ、ＬＶ）と、例えば高電圧部１１（１、ＨＶ）、１１（ｎ、ＨＶ）と低電圧部１１（１、ＬＶ）、１１（ｎ、ＬＶ）とを結合するための、少なくとも１つの更なる別の構成要素１１（１、１）、１１（１、２）、１１（２、ｋ）と、通信バス１２の通信ドライバと、を備える。
【００２２】
中央制御ユニット１９は、高電圧部１９（ＨＶ）及び低電圧部１９（ＬＶ）と、例えば高電圧部１９（ＨＶ）と低電圧部１９（ＬＶ）とを結合するための、少なくとも１つの更なる別の構成要素１９（１）、１９（ｍ）、及び／又は、通信バス１２のための通信ドライバと、を備える。中央制御ユニット１９は、例えば少なくとも１つのセンサから信号を受信し及び／又は少なくとも１つのアクチュエータを作動させるために、更なる別の通信接続を含む。少なくとも１つのセンサは、例えば、高電圧部１９（ＨＶ）と接続されたシャント（Ｓｈｕｎｔ）センサ１５であり、及び／又は、低電圧部１９（ＬＶ）と接続されたホール（Ｈａｌｌ）センサ１４である。少なくとも１つのアクチュエータは、例えば、少なくとも１つのバッテリセルを含むバッテリと、バッテリ充電のための充電ステーションと、の間で高電圧部１９（ＨＶ）を直流的に絶縁するためのユニット１３（ＢＤＵ：ｂａｔｔｅｒｙ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ  ｕｎｉｔ）を備える。
【００２３】
中央制御ユニット１９は、少なくとも１つの更なる別の構成要素１９（１）、１９（ｍ）を介して、少なくとも１つの更に別のユニット１８と接続され、例えば、中央車両制御ユニット（ＶＣＵ：ｖｅｈｉｃｌｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）と接続されている。さらに、中央制御ユニット１９は、例えば、高電圧インタロック（Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ）回路の信号、及び／又は、更に別のユニット１８により車両の事故が検出された際に信号の、信号を受信するために、更なる別の通信接続１６、１７を備える。例えば、高圧インタロック回路が遮断された場合には、中央制御ユニット１９はユニット１３を作動させ、充電ステーションからバッテリを分離する。
【００２４】
図２ａは、バッテリ側の監視ユニット１１（ｎ）内での本発明に係る電気機械的アダプタ２０の利用の一例を示している。更なる別の実施形態において、バッテリ側の各監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）は、電気機械的アダプタ２０を備える。有利に、監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）は、本実施形態においては本質的に安全である。なぜならば、監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）内ではバッテリセルの熱暴走への監視が行われ、電気機械的アダプタ２０に用いて、中央制御ユニットとの通信が行われるからである。
【００２５】
図２ｂは、バッテリ側の監視ユニット１１（ｎ）と、当該バッテリ側の監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）の上位の中央監視ユニット１９と、の間の通信接続１２内での本発明に係る電気機械的アダプタ２０の利用の一例を示している。
【００２６】
図２ｃは、バッテリ側の監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）の上位の中央監視ユニット１９内での、本発明に係る電気機械的アダプタ２０の利用の一例を示している。
【００２７】
有利に、第１の実施形態において、中央監視ユニット１９は、電気機械的アダプタ２０を丸ごと、例えば、中央監視ユニット１９のハウジング内に配置された回路基板の形状により備え、その際に、電気機械的アダプタ２０の少なくとも１つのインタフェースは、更なる別のインタフェースを介して通信接続１２と接続されている。
【００２８】
第２の有利な実施形態において、中央監視ユニット１９は、電気機械的アダプタ２０の少なくとも１つのインタフェースが通信接続１２と直接接続されるという形態により、電気機械的アダプタ２０を備える。
【００２９】
図３では、少なくとも１つの制御装置３０を備えた本発明に係る電気機械的アダプタ２０の一実施形態が開示されている。少なくとも１つのインタフェース３８を介して、電気機械的アダプタ２０は、通信接続１２によって、バッテリ側の少なくとも１つの監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と接続されている。通信接続１２は、好適に直列インタフェースであり、例えば、ＵＡＲＴ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ、汎用非同期送受信回路）又はＳＰＩ（ｓｅｒｉａｌ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、シリアル・ペリフェラル・インタフェース）である。
【００３０】
電気機械的アダプタ２０は、中央制御ユニット１９、即ち例えばバッテリ側の監視ユニット１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）の上位の監視ユニット、及び／又は、更なる別の制御ユニット、の間の通信のための少なくとも１つのインタフェース３３、３４を備える。制御装置３０と中央制御ユニット１９との間の通信ために、電気機械的アダプタ２０は、少なくとも１つの更なる別の構成要素３１、３６を備え、例えば、ＣＡＮバスコントローラ、及び／又は、少なくとも１つのプログラム可能な構成要素、例えば、ＣＰＬＤ（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ、結合プログラム可能論理回路）又はＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ、書き換え可能なゲートアレイ）を備える。
【００３１】
第１のインタフェース（３８）と第２のインタフェース（３３、３４）との間の信号は、制御装置（３０）によって、及び／又は、電気機械的アダプタ（２０）の更なる別の構成要素（３１、３６）によって、信号の形状及び／又は信号レベルの調整によって変換される。これにより、有利に、第１のインタフェースの第１の通信プロトコルから、第２のインタフェースの第２の通信プロトコルへの信号の変換が可能であり、その際に例えば、信号メッセージの値域及び／又は物理的単位が換算される。
【００３２】
電気機械的アダプタ２０は、少なくとも１つの更なる別のインタフェースを備え、例えば、過電圧信号又は不足電圧信号のため、及び／又は、サーミスタ（ＮＴＣ：ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ、ＮＴＣサーミスタ）の抵抗のためのインタフェース３９と、少なくとも１つのアクチュエータを作動させるためのインタフェース３５と、を備える。
【００３３】
電気機械的アダプタ２０は、例えば、有利にＳＰＩ（ｓｅｒｉａｌ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して制御装置３０と接続されたウォッチドック（Ｗａｔｃｈｄｏｇ）のような、少なくとも１つの更なる別の構成要素３２を備える。
【００３４】
有利に、電気機械的アダプタ２０、及び／又は、少なくとも１つの更なる別の構成要素３１、３６は、第１のインタフェース３８と第３のインタフェース３５、３９との間、第２のインタフェース３３、３４と第３のインタフェース３５、３９との間の信号を変換する。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
2016530627.tif 000006
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月18日(2016.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの制御装置（３０）を備える電気機械的アダプタ（２０）において、
前記アダプタ（２０）は少なくとも、バッテリ側の少なくとも１つの監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））との通信のための第１のインタフェース（３８）と、前記バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の監視ユニット（１９）との通信のための第２のインタフェース（３３、３４）と、少なくとも１つのセンサ及び／又はアクチュエータの接続のための第３のインタフェース（３５、３９）と、を備え、前記制御装置（３０）は、前記第１のインタフェース（３８）と前記第２のインタフェース（３３、３４）との間の信号を変換することを特徴とする、電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項２】
前記電気機械的アダプタ（２０）は、前記信号の変換のために、更なる別の構成要素（３１、３６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項３】
前記更なる別の構成要素（３１、３６）は、ＣＡＮバスコントローラ及び／又はプログラム可能な構成要素を含むことを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項４】
前記第１のインタフェース（３８）は、直列インタフェースであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項５】
前記第１のインタフェース（３８）、前記第２のインタフェース（３３、３４）、及び／又は、前記第３のインタフェース（３５、３９）は、差込接続部を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気機械的アダプタ（２０）。
【請求項６】
少なくとも１つの制御装置（３０）を備える電気機械的アダプタ（２０）を駆動する方法において、
第１のインタフェース（３８）と第２のインタフェース（３３、３４）との間の信号が、前記電気機械的アダプタ（２０）の前記制御装置（３０）によって、及び／又は、前記電気機械的アダプタ（２０）の更なる別の構成要素（３１、３６）によって、信号の形状及び／又は信号レベルの調整により変換されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
前記信号は、前記電気機械的アダプタ（２０）の第３のインタフェース（３５、３９）のセンサ信号に従って変換されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記制御装置（３０）は、前記信号への信頼性検査を実施することを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記制御装置（３０）は、様々な測定方法及び／又は様々なセンサによって検出される信号の信号比較を用いて前記信頼性検査を実施し、及び／又は、信号と、極値及び／又は平均値についての所定の閾値と、を比較することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御装置（３０）は、前記所定の閾値の範囲外に存在する信号を遮断し、前記信号のための格納されている代替値を利用し、前記信号の検出のためのサンプリング周波数を調整し、及び／又は、前記比較された信号が互いに一致しない場合にはアクチュエータを作動させることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御装置（３０）は、信号の形態及び／又は信号レベルを用いて、信号検出エラー及び／又は通信エラーを検出することを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御装置（３０）は、前記信頼性検査に従って、信号検出エラー及び／又は通信エラーにより、前記第３のインタフェース（３５、３９）で警報信号を出力することを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））内、及び／又は、バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））と、当該バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の中央監視ユニット（１９）と、の間の通信接続（１２）内、及び／又は、前記バッテリ側の監視ユニット（１１（１）、１１（２）、１１（ｎ））の上位の中央監視ユニット（１９）内での、請求項１〜５に記載の電気機械的アダプタ（２０）の利用方法。
【国際調査報告】
2016530627.tif 000008
2016530627.tif 000009
2016530627.tif 000010
2016530627.tif 000011
2016530627.tif 000012
2016530627.tif 000013