(57)【要約】  本発明は、メイン制御部の異常診断システムおよび方法に関し、より具体的には、一つ以上のバッテリー管理モジュールおよびバッテリー管理モジュールを制御するメイン制御部を含むバッテリー管理システムにおいて、メイン制御部の異常動作を診断するための補助制御部をさらに備えることによって、より安定的にバッテリー管理システムを駆動できるメイン制御部の異常診断システムおよび方法に関する。
2020528722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御する一つ以上のメイン制御部、
近距離通信を介して前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断する補助制御部、および
前記一つ以上のメイン制御部および前記補助制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュール間の通信を行うインターフェースＩＣを含み、
前記補助制御部は、
前記一つ以上のメイン制御部が正常状態である場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値に設定し、前記インターフェースＩＣに印加される電圧と設定された前記比較値に基づいて前記インターフェースＩＣの異常を診断することを特徴とする、メイン制御部の異常診断システム。
【請求項２】
前記補助制御部は、
ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信することを特徴とする、請求項１に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項３】
前記メイン制御部の異常診断システムは、
前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力する電圧源、および
前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるスイッチ部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項４】
前記補助制御部は、
前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断することを特徴とする、請求項３に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項５】
前記メイン制御部は、
前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更し、
前記補助制御部は、
変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断することを特徴とする、請求項１に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項６】
前記補助制御部は、
前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送し、
前記一つ以上のメイン制御部は、
前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定することを特徴とする、請求項５に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項７】
前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結されることを特徴とする、請求項１に記載のメイン制御部の異常診断システム。
【請求項８】
一つ以上のメイン制御部が、一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御するステップ、
補助制御部が、近距離通信を介して前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップ、および
インターフェースＩＣを介して、前記一つ以上のメイン制御部および前記補助制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュール間の通信を行うステップを含み、
前記診断するステップは、
前記一つ以上のメイン制御部が正常状態である場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値に設定し、前記インターフェースＩＣに印加される電圧と設定された前記比較値を比較して前記インターフェースＩＣの異常を診断するステップを含むことを特徴とする、メイン制御部の異常診断方法。
【請求項９】
前記補助制御部は、
ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信することを特徴とする、請求項８に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【請求項１０】
前記メイン制御部の異常診断方法は、
電圧源が前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力するステップ、および
スイッチ部が前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【請求項１１】
前記診断するステップは、
前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断することを特徴とする、請求項１０に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【請求項１２】
前記制御するステップは、
前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更するステップを含み、
前記診断するステップは、
変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【請求項１３】
前記診断するステップは、
前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送するステップ、および
前記一つ以上のメイン制御部が前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【請求項１４】
前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結されることを特徴とする、請求項８に記載のメイン制御部の異常診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１７年１２月２０日付の韓国特許出願第１０−２０１７−０１７６２０３号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、メイン制御部の異常診断システムおよび方法に関し、より具体的には、一つ以上のバッテリー管理モジュールおよびバッテリー管理モジュールを制御するメイン制御部を含むバッテリー管理システムにおいて、メイン制御部の異常動作を診断するための補助制御部をさらに備えることによって、より安定的にバッテリー管理システムを駆動できるメイン制御部の異常診断システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車需要が高くなるにつれて自動車産業が発展しており、自動車普及率が世帯当たりに１台を越えている。このような自動車産業の発展により、自動車は、単に移動するための手段だけでなく、電装化されて顧客に便宜装置などの様々な機能を提供しており、自動車の生産原価における電子部品は「１０年４０％から２０年５０％」に次第に多くの比重を占めると展望されている。しかし、最近、自動車の急激な電装化により、電子エラーに応じた自動車事故の危険性が高くなっており、実際に電装部品のソフトウェア問題のために電装部品が誤作動を引き起こして発生した事故が急増している。このような問題を解決するために、車両を構成する電気電子システムの機能安全性を確保し、車両の構成要素の機能問題によって事故が発生するのを防止するための努力をしている。
【０００４】
新たに登場したグローバル技術標準ＩＳＯ  ２６２６２は、２０１１年１１月１５日ドイツ自動車工業協会（ＶＤＡ）が主導し、国際標準化機構（ＩＳＯ）で新しく制定した機能安全国際標準である。ＩＳＯ  ２６２６２は、車両用電装部品システムに適用されることによって、より安全な電装部品システムを提供し、車両に対する信頼度を高めることができる。より具体的には、主な内容は、重量３５００ｋｇ以下の乗用車（商用車は除外）に設けられる電装部品システムの中でも安全に関わる部品は必ずこの標準に従って製作されならなければならないが、電装部品であっても安全に関わらなければ標準に該当されない。特に、ＡＳＩＬ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  Ｌｅｖｅｌ）は、ＩＳＯ  ２６２６２のアイテムやエレメントに必要な要求事項を明示する四つのレベルのうちの一つであり、過度な残存危険を防止するために適用される安全手段である。ＡＳＩＬは、厳格さの程度が最も高いレベルの場合にはＤで表示し、最も低いレベルの場合にはＡで表示し、開発プロセスが始まる時に決定される。このようなＡＳＩＬレベルを満たさない製品は、使用できないかまたは安全性が落ちる製品として認識されて、顧客に信頼感を与えることができない。
【０００５】
最近、環境問題が台頭するにつれて、環境に優しい車である電気自動車に対する需要が高くなっており、電装部品システムに対する依存度が高い電気自動車はこのようなＡＳＩＬレベルを満たすために持続的に技術開発が行われている。特にバッテリーは電気自動車における最も重要な構成要素であると言えるため、バッテリーと関連した電装部品システムは高いレベルのＡＳＩＬを要求する。したがって、バッテリーの異常有無を判断し、バッテリーの異常発生時に、それを制御して負荷を保護する電装部品システムに対する開発が活発に行われている。
【０００６】
一方、従来のバッテリー管理システムに含まれたバッテリーモニタリングシステムがＡＳＩＬ  Ｄを満たすにしても、それを制御するためのマイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；ＭＣＵ）のレベルがＡＳＩＬ  Ｄを満たし難いため、２個のＭＣＵ（Ｍａｉｎ  ＭＣＵおよびＳａｆｅｔｙ  ＭＣＵ）を利用した。
【０００７】
しかし、このような方式は、ＡＳＩＬ  ＢレベルのＭＣＵがＡＳＩＬ  Ｄを有したバッテリーモニタリングシステムを制御しなければならないため、制御動作の限界があり、システムの信頼度が低いという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、バッテリーモニタリングシステムを制御するためのメイン制御部の他に補助制御部をさらに備え、バッテリー管理モジュールおよびメイン制御部から出力される信号に基づいてメイン制御部の異常を診断することによって、ＡＳＩＬ  Ｄレベルのバッテリーモニタリングシステムを制御可能なＡＳＩＬレベルを満たすメイン制御部を提供することができるメイン制御部の異常診断システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システムは、一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御する一つ以上のメイン制御部、近距離通信を介して前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断する補助制御部、および前記一つ以上のメイン制御部および前記補助制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュール間の通信を行うインターフェースＩＣを含み、前記補助制御部は、前記一つ以上のメイン制御部が正常状態である場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値に設定し、前記インターフェースＩＣに印加される電圧と設定された前記比較値に基づいて前記インターフェースＩＣの異常を診断する。
【００１０】
一つの実施形態において、前記補助制御部は、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信してもよい。
【００１１】
一つの実施形態において、前記メイン制御部の異常診断システムは、前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力する電圧源、および前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるスイッチ部をさらに含んでもよい。
【００１２】
一つの実施形態において、前記補助制御部は、前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断してもよい。
【００１３】
一つの実施形態において、前記メイン制御部は、前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更し、前記補助制御部は、変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断してもよい。
【００１４】
一つの実施形態において、前記補助制御部は、前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送し、前記一つ以上のメイン制御部は、前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定してもよい。
【００１５】
一つの実施形態において、前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結されてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断方法は、一つ以上のメイン制御部が、一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御するステップ、補助制御部が、近距離通信を介して前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップ、およびインターフェースＩＣを介して、前記一つ以上のメイン制御部および前記補助制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュール間の通信を行うステップを含み、前記診断するステップは、前記一つ以上のメイン制御部が正常状態である場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値に設定し、前記インターフェースＩＣに印加される電圧と設定された前記比較値を比較して前記インターフェースＩＣの異常を診断するステップを含む。
【００１７】
一つの実施形態において、前記補助制御部は、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信してもよい。
【００１８】
一つの実施形態において、前記メイン制御部の異常診断方法は、電圧源が前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力するステップ、およびスイッチ部が前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるステップをさらに含んでもよい。
【００１９】
一つの実施形態において、前記診断するステップは、前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断してもよい。
【００２０】
一つの実施形態において、前記制御するステップは、前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更するステップを含み、前記診断するステップは、変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップをさらに含んでもよい。
【００２１】
一つの実施形態において、前記診断するステップは、前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送するステップ、および前記一つ以上のメイン制御部が前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定するステップをさらに含んでもよい。
【００２２】
一つの実施形態において、前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結されてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、バッテリー管理システムに含まれたバッテリーモニタリングシステムを制御するためのメイン制御部の他に補助制御部をさらに備え、バッテリー管理モジュールおよびメイン制御部から出力される信号に基づいてメイン制御部の異常を診断することによって、ＡＳＩＬ  Ｄレベルのバッテリーモニタリングシステムを制御可能なＡＳＩＬレベルを満たすメイン制御部を提供できるという利点がある。
【００２４】
また、本発明は、メイン制御部が正常状態である場合、メイン制御部において既に設定した基準電圧をインターフェースＩＣの比較値に設定し、インターフェースＩＣに印加された電圧と比較値を比較してインターフェースＩＣの異常を診断することによって、メイン制御部とバッテリー管理モジュールの間に信号の送受信過程で問題が発生するのを防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を概略的に示す図である。
【００２６】
【図２】本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を用いてメイン制御部１３０の異常を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
【図３】本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を用いてインターフェースＩＣ  １２０の異常を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を概略的に示す図である。
【００３０】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００は、バッテリー管理モジュール１１０、インターフェースＩＣ  １２０、メイン制御部１３０および補助制御部１４０を含んで構成されることができる。
【００３１】
ここで、図１に示されたメイン制御部の異常診断システム１００は、一実施形態によるものであって、その構成要素が図１に示された実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて付加、変更または削除されてもよい。例えば、他の一つの実施形態において、一つのバッテリー管理モジュール１１０が複数のバッテリー１０を管理することができる。
【００３２】
先ず、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、一つ以上のバッテリー１０と各々連結されることができ、一つ以上のバッテリー１０の状態をモニタリングし診断することができる。例えば、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、各々連結された一つ以上のバッテリー１０から温度、電流、電圧、充電状態（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ；ＳｏＣ）および老化度（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ；ＳｏＨ）のいずれか一つ以上の情報を取得することができる。
【００３３】
また、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、一つ以上のバッテリー１０から取得した情報に基づいて、一つ以上のバッテリー１０の状態を診断することができる。例えば、バッテリーの過電圧を診断するために、既に設定された基準電圧が４．５Ｖである時、バッテリー１０から取得した電圧値が５．０Ｖである場合、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、該バッテリー１０に過電圧異常が発生したことを診断することができる。
【００３４】
一つの実施形態において、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、一つ以上のバッテリー１０に異常が発生した場合、故障発生信号を出力することができる。
【００３５】
ここで、故障発生信号は、一つ以上のバッテリー１０に異常および故障が発生した場合、故障が発生したバッテリー１０と連結されたバッテリー管理モジュール１１０から出力する信号を意味する。例えば、バッテリー管理モジュール１１０が後述のメイン制御部１３０において設定した基準電圧の大きさに基づいてバッテリー１０の電圧を測定した結果、バッテリー１０の電圧が過電圧状態であると診断された場合、バッテリー管理モジュール1１０はエラー（Ｆａｕｌｔ）信号を出力することができる。この時、故障発生信号はエラー信号である。
【００３６】
インターフェースＩＣ  １２０は、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０と後述の一つ以上のメイン制御部１３０および補助制御部１４０と通信を行うことができる。例えば、インターフェースＩＣ  １２０は、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０およびメイン制御部１３０間の通信を行い、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０から取得された一つ以上のバッテリー１０の情報、バッテリー１０に異常が発生したか否かに関する情報を後述のメイン制御部１３０に送信することができる。また、インターフェースＩＣ  １２０は、後述のメイン制御部１３０から出力される制御信号を受信して一つ以上のバッテリー管理モジュール1１０に送信することができる。このために、インターフェースＩＣ  １２０は、通信ブロック（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｂｌｏｃｋ）およびセンシングブロック（Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）を含むことができる。
【００３７】
一つの実施形態において、インターフェースＩＣ  １２０は、比較値を設定することができる。
【００３８】
ここで、比較値は、インターフェースＩＣ  １２０に印加される電圧の状態が過電圧または低電圧状態であるかを診断するために設定した基準となる電圧値であり、インターフェースＩＣ  １２０の異常を診断するために設定した基準となる値を意味する。例えば、後述の補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０の異常を診断するための比較値を４．５Ｖに設定することができ、インターフェースＩＣ  １２０に４．５Ｖを超過する電圧が印加される場合、インターフェースＩＣ  １２０は故障発生信号を出力することができる。その後、後述の補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０から出力される故障発生信号に基づいてインターフェースＩＣ  １２０の異常を診断することができる。
【００３９】
メイン制御部１３０は、一つ以上のバッテリー１０と各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０を制御することができる。例えば、メイン制御部１３０は一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力することができ、制御信号に基づいて制御信号を受信した一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０がスイッチング動作を行うことができる。
【００４０】
また、メイン制御部１３０は、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０が実行する動作を選択することができ、選択した動作を実行するように制御信号を出力することができる。例えば、メイン制御部１３０は、バッテリー１０から出力される電力遮断、バッテリー１０の温度測定、バッテリー１０の電圧測定およびバッテリー１０の異常診断動作のいずれか一つ以上を選択し、選択した動作が開始されるように制御することができる。
【００４１】
一つの実施形態において、メイン制御部１３０はバッテリー管理システム内に含まれた一つ以上のシステムを各々制御することができ、このために一つ以上のメイン制御部１３０で構成されることができる。例えば、メイン制御部１３０は、バッテリーモニタリングシステム、バッテリー分離システム、通信システム、バッテリーバランスシステムおよびバッテリー保護システムを各々制御するために複数のメイン制御部１３０が備えられてもよい。
【００４２】
一つの実施形態において、メイン制御部１３０は、基準電圧を設定することができる。
【００４３】
ここで、基準電圧は、メイン制御部１３０が一つ以上のバッテリー１０の過電圧または低電圧異常を診断するために設定した基準となる電圧値を意味する。例えば、メイン制御部１３０は、過電圧異常を診断するための基準電圧の大きさを４．５Ｖ、低電圧異常を診断するための基準電圧の大きさを２．０Ｖに設定することができる。その後、一つ以上のバッテリー１０から測定された電圧の大きさが４．５Ｖ超過の場合または２．０Ｖ未満の場合、メイン制御部１３０は、測定された電圧の大きさと基準電圧の大きさを比較することによって、バッテリー１０の状態を過電圧または低電圧状態に診断することができる。
【００４４】
補助制御部１４０は、近距離通信を介してメイン制御部１３０と通信することができる。例えば、補助制御部１４０は、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用してメイン制御部１３０と通信することができる。
【００４５】
一つの実施形態において、メイン制御部１３０、補助制御部１４０、インターフェースＩＣ  １2０および一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結されることができる。例えば、メイン制御部１３０、補助制御部１４０、インターフェースＩＣ  １2０および一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は、図１に示すように、相互間の制御信号および情報を送受信するための通信デイジーチェーンライン（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｄａｉｓｙ  ｃｈａｉｎ）および故障発生信号を送受信するための故障信号デイジーチェーンライン（Ｆａｕｌｔ  Ｄａｉｓｙ  ｃｈａｉｎ）を介して連結されることができる。
【００４６】
補助制御部１４０は、メイン制御部１３０の異常を診断することができる。
【００４７】
一つの実施形態において、メイン制御部１３０は、一つ以上のバッテリー１０において過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更することができ、補助制御部１４０は、変更された基準電圧に基づいて一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０からの故障発生信号の出力有無を確認し、故障発生信号の出力有無に基づいてメイン制御部１３０の異常を診断することができる。
【００４８】
例えば、メイン制御部１３０は、初期に設定されたバッテリー１０の過電圧基準電圧および低電圧基準電圧が４．５Ｖおよび２．０である場合、メイン制御部１３０は、既に設定された基準電圧をバッテリー１０が正常状態である時の電圧である３．５Ｖおよび３．０Ｖに変更することができる。メイン制御部１３０により変更された基準電圧は一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０に伝達され、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０は変更された基準電圧に基づいて一つ以上のバッテリー１０の異常を診断することができる。この時、変更された基準電圧はバッテリー１０が正常状態である時の電圧に設定されているため、全てのバッテリー１０から異常が検出され、バッテリー管理モジュール１１０は故障発生信号を出力するようになる。その後、補助制御部１４０は、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０から故障発生信号が出力される場合、メイン制御部１３０が正常状態であると診断することができ、一つ以上のバッテリー管理モジュール１１０から伝達を受けた故障発生信号をメイン制御部１３０に転送することができる。
【００４９】
一つの実施形態において、補助制御部１４０から故障発生信号の転送を受けた場合、メイン制御部１３０は、変更された基準電圧の大きさを初期に設定された基準電圧の大きさに再設定することができる。
【００５０】
一つの実施形態において、補助制御部１４０は、メイン制御部１３０に異常が発生した場合、メイン制御部１３０に異常発生信号を送信することができる。
【００５１】
ここで、異常発生信号は、メイン制御部１３０に異常が発生したことを知らせるための信号を意味する。例えば、異常発生信号は、メイン制御部１３０の発生した異常動作の種類および発生時間などの情報を含む信号およびメイン制御部１３０の点検を要請する点検要請信号であってもよい。
【００５２】
一つの実施形態において、補助制御部１４０は、メイン制御部１３０に送信した異常発生信号に対する応答として、メイン制御部１３０から応答信号を受信するが、応答信号を受信しなかった場合、メイン制御部１３０の動作を停止させることができる。例えば、基準電圧の大きさを変更してバッテリー１０の状態を診断したが、全て正常に診断されて故障発生信号が出力されない場合、補助制御部１４０は、メイン制御部１３０に異常が発生したと診断することができる。この時、補助制御部１４０は、メイン制御部１３０に異常発生信号を送信し、異常発生信号を受信したメイン制御部１３０は、自己点検または別の故障検出回路を介して故障を点検することができる。この時、仮に異常が発生していないと判断される場合、メイン制御部１３０は、正常状態であることを示す応答信号を補助制御部１４０に送信することによって、メイン制御部１３０の発生した異常動作に対して真偽を確認させることができる。しかし、メイン制御部１３０に故障が発生して異常動作に対して真偽を確認することができず、それに対する応答信号を送信することができない場合、補助制御部１４０は、メイン制御部１３０を故障状態であると判断し、メイン制御部１３０の動作を停止させることによって、故障したメイン制御部１３０により発生しうる２次被害を防止ことができる。
【００５３】
一つの実施形態において、補助制御部１４０は、一つ以上のバッテリー１０とメイン制御部１３０間の導通状態を変更するスイッチング部（図示せず）の動作を制御して一つ以上のバッテリー１０とメイン制御部１３０を短絡させることによって、メイン制御部１３０に供給される電力を遮断して動作を停止させることができる。
【００５４】
一つの実施形態において、補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０に電圧を印加し、印加された電圧とインターフェースＩＣ  １２０に設定された比較値に基づいてインターフェースＩＣ  １２０の異常を診断することができる。このために、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００は、電圧源150およびスイッチ部160をさらに含むことができる。
【００５５】
電圧源150は、メイン制御部１３０に既に設定された基準電圧の大きさおよびインターフェースＩＣ  １２０に設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力することができる。例えば、メイン制御部１３０に既に設定された基準電圧の大きさおよびインターフェースＩＣ  １２０に設定された前記比較値が４．５Ｖである場合、電圧源150は４．６Ｖの電圧を出力することができる。
【００５６】
スイッチ部160は、電圧源150とインターフェースＩＣ  １２０を連結または短絡させることができる。
【００５７】
一つの実施形態において、補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０の異常を診断しようとする場合、スイッチ部160の導通状態を制御して、電圧源150から出力される電圧をインターフェースＩＣ  １２０に印加することができる。
【００５８】
例えば、補助制御部１４０がスイッチ部160の導通状態を制御して電圧源１５０から出力される電圧をインターフェースＩＣ  １２０に印加させる場合、インターフェースＩＣ  １２０に設定された比較値４．５Ｖより大きい４．６Ｖの電圧がインターフェースＩＣ  １２０に印加されることができる。この時、インターフェースＩＣ  １２０は、設定された比較値と印加された電圧値を比較することができ、印加を受けた電圧値が設定された比較値より大きい場合、故障発生信号を出力することができる。補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０から故障発生信号が出力されるか否かを確認することができ、故障発生信号が出力される場合、インターフェースＩＣ  １２０の状態を正常状態に診断することができる。
【００５９】
ここで、インターフェースＩＣ  １２０に印加される電圧値は常に比較値より大きいため、インターフェースＩＣ  １２０が正常状態である場合、常に故障発生信号を出力しなければならない。仮にインターフェースＩＣ  １２０から故障発生信号を出力しない場合、補助制御部１４０は、インターフェースＩＣ  １２０に故障が発生したと診断することができる。以下では、図２および３を参照して、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断方法について説明する。
【００６０】
図２は、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を用いてメイン制御部１３０の異常を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００６１】
図２を参照すれば、メイン制御部は、一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０ステップで変更された基準電圧に基づいて、一つ以上のバッテリー管理モジュールは、一つ以上のバッテリーの状態を診断する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０ステップで一つ以上のバッテリーに異常が発生する場合、異常が発生したバッテリーと連結されたバッテリー管理モジュールは故障発生信号を出力し、補助制御部は一つ以上のバッテリー管理モジュールから故障発生信号を出力するか否かを確認する（Ｓ１３０）。ここで、故障発生信号が出力される場合、メイン制御部は、変更された基準電圧の大きさを初期に設定された基準電圧の大きさに再設定する（Ｓ１４０）。
【００６２】
仮に一つ以上のバッテリー管理モジュールから故障発生信号が出力されない場合、補助制御部は、メイン制御部に異常発生信号を送信し、送信した異常発生信号に基づいてメイン制御部から応答信号を受信する（Ｓ１５０）。Ｓ１５０ステップでメイン制御部から応答信号を受信できない場合、補助制御部は、メイン制御部の動作を制御して動作を停止させる（Ｓ１６０）。
【００６３】
図３は、本発明の一実施形態によるメイン制御部の異常診断システム１００を用いてインターフェースＩＣ  １２０の異常を診断する一連の過程を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
図３を参照すれば、先ず、メイン制御部が正常状態に診断される場合、メイン制御部において既に設定した基準電圧をインターフェースＩＣの比較値に設定する（Ｓ２１０）。補助制御部は、スイッチ部の導通状態を制御して電圧源から出力される電圧をインターフェースＩＣに印加し（Ｓ２２０）、インターフェースＩＣは、設定された比較値と印加を受けた電圧の大きさを比較する。
【００６５】
ここで、印加を受けた電圧の大きさが比較値を超過する場合、インターフェースＩＣは故障発生信号を出力する（Ｓ２４０）。補助制御部は、インターフェースＩＣから故障発生信号が出力されるか否かを確認し（Ｓ２５０）、Ｓ２４０ステップで故障発生信号が出力されたと判断される場合、インターフェースＩＣを正常状態に診断する（Ｓ２６０）。その後、Ｓ２１０ステップに戻り、Ｓ２１０ステップ〜Ｓ２６０ステップを繰り返し実行する。
【００６６】
仮に印加を受けた電圧の大きさが比較値を超過しない場合、インターフェースＩＣが故障発生信号を出力しない（Ｓ２７０）。Ｓ２５０ステップと同様に、補助制御部は、インターフェースＩＣから故障発生信号が出力されるか否かを確認し（Ｓ２８０）、Ｓ２７０ステップで故障発生信号が出力されなかったと判断される場合、インターフェースＩＣを異常状態に診断する（Ｓ２９０）。
【００６７】
前述したメイン制御部の異常診断システム１００を用いたメイン制御部の異常診断方法およびインターフェースＩＣの異常診断方法は、図面に提示されたフローチャートを参照して説明された。簡単に説明するために、前記方法は一連のブロックで図示し説明されたが、本発明は前記ブロックの順に限定されず、幾つかのブロックは他のブロックと本明細書で図示し記述されたものとは互いに異なる順にまたは同時になされてもよく、同一または類似した結果を達成する様々な他の分枝、流れ経路およびブロックの順が実現されてもよい。また、本明細書にて記述される方法の実現のために示された全てのブロックが要求されなくてもよい。
【００６８】
以上では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。
【図１】
2020528722.tif 000003
【図２】
2020528722.tif 000004
【図３】
2020528722.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月21日(2020.1.21)
【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】
一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御する一つ以上のメイン制御部、
前記一つ以上のメイン制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュールとの間の通信を行うインターフェースＩＣ、および
前記一つ以上のメイン制御部と通信し、前記インターフェースＩＣと通信し、前記一つ以上のメイン制御部および前記インターフェースＩＣの異常を診断する補助制御部を含み、
前記補助制御部は、
前記一つ以上のメイン制御部が正常状態であると判断した場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値として設定させ、前記インターフェースＩＣに電圧を印加し、前記印加される電圧と設定された前記比較値に基づいて前記インターフェースＩＣの異常を診断する、異常診断システム。
【請求項２】
前記補助制御部は、
ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信する、請求項１に記載の異常診断システム。
【請求項３】
前記異常診断システムは、
前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力する電圧源、および
前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるスイッチ部をさらに含む、請求項１または２に記載の異常診断システム。
【請求項４】
前記補助制御部は、
前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断する、請求項３に記載の異常診断システム。
【請求項５】
前記メイン制御部は、
前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更し、
前記補助制御部は、
変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断する、請求項１から４のいずれか一項に記載の異常診断システム。
【請求項６】
前記補助制御部は、
前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送し、
前記一つ以上のメイン制御部は、
前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定する、請求項５に記載の異常診断システム。
【請求項７】
前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結される、請求項１から６のいずれか一項に記載の異常診断システム。
【請求項８】
一つ以上のメイン制御部が、一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御するステップ、
補助制御部が、近距離通信を介して前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップ、および
インターフェースＩＣを介して、前記一つ以上のメイン制御部および前記補助制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュール間の通信を行うステップを含み、
前記診断するステップは、
前記一つ以上のメイン制御部が正常状態であると判断した場合、前記一つ以上のメイン制御部に既に設定された基準電圧を前記インターフェースＩＣの比較値として設定させ、前記インターフェースＩＣに電圧を印加し、前記印加される電圧と設定された前記比較値を比較して前記インターフェースＩＣの異常を診断するステップを含む、異常診断方法。
【請求項９】
前記補助制御部は、
ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通信方式を利用して前記一つ以上のメイン制御部と通信する、請求項８に記載の異常診断方法。
【請求項１０】
前記異常診断方法は、
電圧源が前記既に設定された基準電圧の大きさおよび設定された前記比較値を超過する大きさの電圧を出力するステップ、および
スイッチ部が前記電圧源と前記インターフェースＩＣを連結または短絡させるステップをさらに含む、請求項８または９に記載の異常診断方法。
【請求項１１】
前記診断するステップは、
前記スイッチ部の導通状態を制御して前記電圧源から出力される電圧を前記インターフェースＩＣに印加させ、印加された前記電圧に基づいて前記インターフェースＩＣからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断する、請求項１０に記載の異常診断方法。
【請求項１２】
前記制御するステップは、
前記一つ以上のバッテリーにおいて過電圧または低電圧異常が診断されるように既に設定された基準電圧の大きさを変更するステップを含み、
前記診断するステップは、
変更された前記基準電圧に基づいて前記一つ以上のバッテリー管理モジュールからの故障発生信号の出力有無を確認し、前記故障発生信号の出力有無に基づいて前記一つ以上のメイン制御部の異常を診断するステップをさらに含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項１３】
前記診断するステップは、
前記一つ以上のバッテリー管理モジュールから出力される前記故障発生信号を前記一つ以上のメイン制御部に転送するステップ、および
前記一つ以上のメイン制御部が前記故障発生信号の転送を受けた場合、変更された前記基準電圧の大きさを初期に設定された値に再設定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の異常診断方法。
【請求項１４】
前記一つ以上のメイン制御部、前記補助制御部、前記インターフェースＩＣおよび前記一つ以上のバッテリー管理モジュールは、デイジーチェーン（Ｄａｉｓｙ  Ｃｈａｉｎ）結線方式で連結される、請求項８から１３のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項１５】
一つ以上のバッテリーと各々連結された一つ以上のバッテリー管理モジュールを制御する一つ以上のメイン制御部、
前記一つ以上のメイン制御部と前記一つ以上のバッテリー管理モジュールとの間の通信を行うインターフェースＩＣ、および
前記一つ以上のメイン制御部と通信し、前記インターフェースＩＣと通信し、前記インターフェースＩＣの異常を診断する補助制御部を含み、
前記補助制御部は、
前記インターフェースＩＣに設定された比較値と異なる電圧を前記インターフェースＩＣに印加し、前記インターフェースＩＣにおける前記比較値と前記印加された電圧との比較に基づいて前記インターフェースＩＣの異常を診断する、異常診断システム。
【国際調査報告】
2020528722.tif 000006
2020528722.tif 000007
2020528722.tif 000008
2020528722.tif 000009