特許 7439813 電池監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】電池監視装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240220BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20240220BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 H

H02J13/00 301A

H01M10/48 P

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021196921

(22)【出願日】2021-12-03

(62)【分割の表示】P 2019152256の分割

【原出願日】2019-08-22

(65)【公開番号】P2022033141

(43)【公開日】2022-02-28

【審査請求日】2022-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】沼田 達宏

(72)【発明者】

【氏名】久保 俊一

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８２３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９７３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３１３３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０７５９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ１３／００

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｇ０１Ｒ３１／３６－３１／３９６

Ｇ０８Ｃ１３／００－２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されており、前記セル電池に関する情報である電池情報（ｉ２）を取得するサテライト（２０）と、電池ＥＣＵ（１０）と、前記サテライトの制御部（３６）と、を有し、
前記サテライトは、子機（Ｃ２）を有し、前記電池ＥＣＵは、前記子機と無線通信を行う親機（Ｃ１）を有し、
前記子機の通信機は、前記親機に送信する電波の強度を変化させることにより、当該電波の強度変化に、前記電池情報を持たせる送信強度変調部（４９）を有し、
前記親機の通信機は、前記子機から受信した電波の強度変化が持つ前記電池情報を取得する強度情報処理部（３３）を有し、
前記サテライトの前記制御部は、前記電池情報を取得して、前記電池情報に基づいて前記送信強度変調部を制御し、
前記サテライトの前記制御部は、電源スイッチを切り替え制御することにより、前記送信強度変調部への電力の供給及び遮断を切り替え制御する、
電池監視装置（６０）。

【請求項2】

前記親機は、前記子機から受信した電波により発生する電気信号である受信信号（Ｓｂ）の電力を測定するＲＳＳＩ演算部（５９）を有し、
前記強度情報処理部は、前記ＲＳＳＩ演算部が測定した前記電力に基づいて前記電池情報を取得する、
請求項１に記載の電池監視装置。

【請求項3】

組電池（９０）が有する複数のセル電池（９５）をグループ分けした電池群（９４）毎に設置されており、前記セル電池に関する情報である電池情報（ｉ２）を取得するサテライト（２０）と、前記サテライトに指令を出す電池ＥＣＵ（１０）と、前記サテライトの制御部（３６）と、を有し、
前記サテライトは、子機（Ｃ２）を有し、前記電池ＥＣＵは、前記子機と無線通信を行う親機（Ｃ１）を有し、
前記子機及び前記親機の各通信機は、相手方の前記通信機に送信する電波の強度を変化させることにより、当該電波の強度変化に情報を持たせる送信強度変調部（４９）と、相手方の前記通信機から受信した電波の強度変化が持つ情報を取得する強度情報処理部（３３）とを有し、
前記子機の前記送信強度変調部は、前記子機が送信する電波の強度変化に前記電池情報を持たせ、前記親機の前記送信強度変調部は、前記親機が送信する電波の強度変化に、前記指令に関する情報である指令情報（ｉ１）を持たせ、
前記サテライトの前記制御部は、前記電池情報を取得して、前記電池情報に基づいて前記送信強度変調部を制御し、
前記サテライトの前記制御部は、電源スイッチを切り替え制御することにより、前記送信強度変調部への電力の供給及び遮断を切り替え制御する、
電池監視装置（６０）。

【請求項4】

前記子機及び前記親機の各通信機は、相手方の前記通信機から受信した電波により発生する電気信号である受信信号（Ｓｂ）の電力を測定するＲＳＳＩ演算部（５９）を有し、
前記強度情報処理部は、前記ＲＳＳＩ演算部が測定した前記電力に基づいて前記電池情報を取得する、
請求項３に記載の電池監視装置。

【請求項5】

前記子機及び前記親機の各通信機は、相手方の前記通信機に送信する電波の波形に情報を持たせる送信処理部（４５）と、相手方の前記通信機から受信した電波の波形を検出する受信処理部（５５）と、検出された前記波形が持つ情報を取得する受信情報処理部（３２）とを有し、
前記子機の前記送信処理部は、前記親機に送信する電波の波形に前記電池情報を持たせ、前記親機の前記送信処理部は、前記子機に送信する電波の波形に前記指令情報を持たせる、
請求項３又は４に記載の電池監視装置。

【請求項6】

前記通信機は、電波の波形に基づく通信により情報を相手方の前記通信機に伝達することに失敗したことを条件に、伝達に失敗した前記情報を、電波の強度変化に基づく通信により相手方の前記通信機に伝達する、請求項５に記載の電池監視装置。

【請求項7】

前記通信機は、前記送信処理部により電波の波形に情報を持たせると共に、前記送信強度変調部により当該電波の強度変化に情報を持たせることにより、波形及び強度変化の両方に情報を持つ電波を送信する、請求項５又は６に記載の電池監視装置。

【請求項8】

前記通信機は、前記送信処理部により電波の波形に所定情報を持たせると共に、前記送信強度変調部により当該電波の強度変化に、前記所定情報と少なくとも一部が同じ情報を持たせることにより、波形及び強度変化の両方に同じ情報を持つ電波を送信する、請求項７に記載の電池監視装置。

【請求項9】

前記通信機は、前記送信処理部により電波の波形に所定情報を持たせると共に、前記送信強度変調部により当該電波の強度変化に前記所定情報とは別の別情報を持たせることにより、波形に前記所定情報を持ち且つ強度変化に前記別情報を持つ電波を送信する、請求項７に記載の電池監視装置。

【請求項10】

前記電波は、波形に基づく通信において一塊の情報を有するフレーム（ｆ）を複数有し、
前記送信強度変調部は、１又は複数の前記フレーム毎に、前記電波の強度を、相対的に強い強電波状態と、相対的に弱い弱電波状態とのいずれかにすることにより、当該電波の強度変化に情報を持たせる、請求項７～９のいずれか１項に記載の電池監視装置。

【請求項11】

前記電波は、波形に基づく通信において一塊の情報を有するフレーム（ｆ）を複数有し、
前記送信強度変調部は、前記フレームに関係なく、前記電波の強度を、相対的に強い強電波状態と、相対的に弱い弱電波状態とのいずれかにすることにより、当該電波の強度変化に情報を持たせる、請求項７～９のいずれか１項に記載の電池監視装置。

【請求項12】

前記通信機は、電気信号である送信信号（Ｓａ）を発生させる送信処理部（４５）と、前記送信信号により電波を発生させるアンテナ（５１）とを有し、
前記送信強度変調部は、前記送信処理部から前記アンテナに入力される前記送信信号の電力を増幅させる送信増幅部（４９）である、請求項４～１１のいずれか１項に記載の電池監視装置。

【請求項13】

前記通信機は、電波を受信して受信信号を発生させるアンテナ（５１）と、前記アンテナからＲＳＳＩ演算部に入力される前記受信信号の電力を増幅させる受信増幅部（５３）とを有する、
請求項４～１２のいずれか１項に記載の電池監視装置。

【請求項14】

前記受信増幅部は、前記受信信号を増幅量可変に増幅させることにより、前記ＲＳＳＩ演算部に入力される前記受信信号の電力範囲を調節するものである、請求項１３に記載の電池監視装置。

【請求項15】

前記受信増幅部は、前記ＲＳＳＩ演算部に入力される前記受信信号の電力の最大値が、前記ＲＳＳＩ演算部により測定可能な前記受信信号の電力の上限値（Ｘ）を超えない範囲で、前記受信信号の電力を増幅させる、請求項１３又は１４に記載の電池監視装置。

【請求項16】

前記受信増幅部は、前記ＲＳＳＩ演算部に入力される前記受信信号の電力の最大値が、前記ＲＳＳＩ演算部により測定可能な前記受信信号の電力の上限値（Ｘ）を超えるように、前記受信信号の強度を増幅させるものであり、
前記強度情報処理部は、前記ＲＳＳＩ演算部により測定された前記受信信号の電力が、前記上限値に達したか否か、又は前記上限値よりも所定値小さい閾値（Ｈｉ）を上回ったか否かに基づいて、電波の強度変化が持つ情報を取得する、
請求項１３又は１４に記載の電池監視装置。

【請求項17】

前記通信機は、電気信号である送信信号（Ｓａ）を発生させる送信処理部（４５）と、前記送信信号により電波を発生させるアンテナ（５１）とを有し、
前記送信強度変調部は、電波の強度を変化させる増幅部本体（４９ａ）と、前記送信処理部と前記アンテナとの間の通信経路であって、前記増幅部本体を迂回する直接経路に設けられた第１スイッチ（４９ｃ）と、前記増幅部本体が設けられた通信経路上に設けられた第２スイッチ（４９ｄ）と、を有し、
前記サテライトの前記制御部は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの切り替え制御によって、電波の強度を変化させるか否かを制御する、請求項１～１６のうちいずれか１項に記載の電池監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両等に搭載されている組電池を監視する電池監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電池監視装置の中には、次のように構成されたものがある。電池監視装置は、組電池が有する複数のセル電池をグループ分けした電池群毎に設置されているサテライトと、電池ＥＣＵとを有する。各サテライトと電池ＥＣＵとは、無線通信可能に構成されている。その無線通信により、各サテライトは、セル電池に関する情報である電池情報を電池ＥＣＵに送信する。

【0003】

電池監視装置は、あるサテライトが所定の周波数により電池情報を電池ＥＣＵへ送信するのに失敗した場合、別の周波数帯を利用して送信をリトライする周波数冗長や、別のサテライトを経由することで送信を成立させる空間冗長を利用して、電池情報を電池ＥＣＵに送信する。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０９３４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような構成の場合、あるサテライトが電池情報の送信に失敗した場合にも、別の周波数体を利用すること、または別のサテライトを経由することにより、電池情報を電池ＥＣＵに送信することができる。しかしながら、上記の構成では、電波の波形に基づいて電池情報を伝達しているので、例えば、電波の波形の把握を困難にするノイズ強度を持って、使用周波数帯域全体にまたがるノイズが進入した場合等には、電池情報をサテライトから電池ＥＣＵに伝達することができなくなる。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電池情報をサテライトから電池ＥＣＵへ、電波の波形に基づく通信により伝達するのが難しい状況下においても、伝達できるようにすることを、主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の電池監視装置は、組電池が有する複数のセル電池をグループ分けした電池群毎に設置されており、前記セル電池に関する情報である電池情報を取得するサテライトと、電池ＥＣＵと、制御部と、を有し、前記サテライトは、子機を有し、前記電池ＥＣＵは、前記子機と無線通信を行う親機を有し、前記子機の通信機は、前記親機に送信する電波の強度を変化させることにより、当該電波の強度変化に、前記電池情報を持たせる送信強度変調部を有し、前記親機の通信機は、前記子機から受信した電波の強度変化が持つ前記電池情報を取得する強度情報処理部を有し、前記制御部は、前記電池情報を取得して、前記電池情報に基づいて前記送信強度変調部を制御し、前記制御部は、電源スイッチを切り替え制御することにより、前記送信強度変調部への電力の供給及び遮断を切り替え制御する。

【0008】

本発明によれば、子機は送信強度変調部により、親機に送信する電波の強度変化に電池情報を持たせる。そして、親機は、強度情報処理部により、子機から受信した電波の強度変化が持つ電池情報を取得する。

【0009】

そのため、電波の波形に基づく通信以外の通信である、電波の強度変化に基づく通信により、電池情報をサテライトから電池ＥＣＵへ伝達することができる。そのため、電池情報をサテライトから電池ＥＣＵへ、電波の波形に基づく通信により伝達するのが難しい状況下においても、電波の強度変化に基づく通信により伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の電池監視装置を示す回路図

【図2】サテライトを示す回路図

【図3】電池ＥＣＵを示す回路図

【図4】受信信号の電力変化を示すグラフ

【図5】第２実施形態のサテライトを示す回路図

【図6】電池ＥＣＵを示す回路図

【図7】受信信号の電力変化及び電圧波形を示すグラフ

【図8】第３実施形態の受信信号の強度変化を示すグラフ

【図9】第４実施形態のサテライトを示す回路図

【図10】電池ＥＣＵを示す回路図

【図11】第５実施形態のサテライトを示す回路図

【図12】電池ＥＣＵを示す回路図

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0012】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の電池監視装置６０を示す回路図である。電池監視装置６０は、車両に搭載されている組電池９０を監視する装置であって、電池ＥＣＵ１０と、複数のサテライト２０とを有する。サテライト２０は、組電池９０が有する複数のセル電池９５をグループ分けした電池群９４毎に設置されている。

【0013】

電池ＥＣＵ１０は、制御ＭＣＵ１５と親機Ｃ１とを有する。サテライト２０は、監視回路２５と子機Ｃ２とを有する。制御ＭＣＵ１５は、監視回路２５に対する指令を出す。その指令に関する情報である指令情報ｉ１は、親機Ｃ１から子機Ｃ２に送信されることにより、監視回路２５に伝達される。監視回路２５は、その指令情報ｉ１に基づいて、各セル電池９５の電圧や電流等に関する情報である電池情報ｉ２を取得する。その電池情報ｉ２は、子機Ｃ２から親機Ｃ１に送信されることにより、制御ＭＣＵ１５に伝達される。

【0014】

図２は、サテライト２０を示す回路図であり、図３は、電池ＥＣＵ１０を示す回路図である。子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、情報処理部３０と、制御部３６と、送信処理部４５と、増幅部５０と、アンテナ５１と、ＲＳＳＩ演算部５９とを有する。制御部３６は、情報処理部３０と送信処理部４５と増幅部５０とＲＳＳＩ演算部５９とを制御する。

【0015】

各通信機の情報処理部３０は、送信情報処理部３１と強度情報処理部３３とを有する。各通信機の増幅部５０は、送信増幅部４９と受信増幅部５３とを有する。

【0016】

次に、電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達する際について説明する。図２に示すように、サテライト２０の監視回路２５は、取得した電池情報ｉ２を、子機Ｃ２の送信情報処理部３１に送信する。送信情報処理部３１は、電池情報ｉ２の受信に基づいて、送信指令αを送信処理部４５に送信する。

【0017】

送信処理部４５は、送信指令αを受信すると、電波を発生させる電気信号である送信信号Ｓａを発生させる。その送信信号Ｓａは、送信増幅部４９に入力される。制御部３６は、情報処理部３０から電池情報ｉ２を取得して、その電池情報ｉ２に基づいて送信増幅部４９を制御することにより、送信信号Ｓａの電力変化に電池情報ｉ２を持たせる。具体的には、制御部３６は、送信信号Ｓａを所定のタイミングでは増幅させ、それ以外のタイミングでは増幅させないことにより、送信信号Ｓａの電力を変化させて、送信信号Ｓａの電力変化に電池情報ｉ２を持たせる。

【0018】

その送信信号Ｓａは、アンテナ５１に入力される。その送信信号Ｓａにより、アンテナ５１で電波が発生する。その電波は、送信信号Ｓａが増幅された所定のタイミングでは相対的に強度が強い強電波状態になり、それ以外のタイミングでは相対的に強度が弱い弱電波状態になる。それにより、電波は、強度変化に電池情報ｉ２を持つことになる。つまり、子機Ｃ２は、送信増幅部４９により送信信号Ｓａの電力を変化させることにより、送信する電波の強度を変化させて、当該強度変化に電池情報ｉ２を持たせることになる。

【0019】

図３に示すように、親機Ｃ１のアンテナ５１が子機Ｃ２から電波を受信すると、その電波により、電気信号である受信信号Ｓｂが発生する。その受信信号Ｓｂは、電力変化に電池情報ｉ２を持つことになる。

【0020】

その受信信号Ｓｂは、受信増幅部５３に入力される。受信増幅部５３は、受信信号Ｓｂを増幅量可変に増幅させることにより、ＲＳＳＩ演算部５９に入力される受信信号Ｓｂの電力範囲を調節する。具体的には、受信増幅部５３は、ＲＳＳＩ演算部５９に入力される受信信号Ｓｂの電力の最大値が、ＲＳＳＩ演算部５９により測定可能な受信信号Ｓｂの電力の上限値Ｘを超えない範囲で、受信信号Ｓｂの電力を増幅させる。

【0021】

増幅された受信信号Ｓｂは、ＲＳＳＩ演算部５９に入力される。ＲＳＳＩ演算部５９は、受信信号Ｓｂの電力を測定する。その電力の測定は、例えば、交流の電気信号である受信信号Ｓｂの電力の実効値を測定することにより行う。その測定された電力を表す電力情報β２は、強度情報処理部３３に入力される。強度情報処理部３３は、電力情報β２に基づいて、受信信号Ｓｂの電力変化を取得して、その電力変化が持つ電池情報ｉ２、すなわち、子機Ｃ２から受信した電波の強度変化が持つ電池情報ｉ２を取得する。その電池情報ｉ２は、制御ＭＣＵ１５に送信される。以上により、電池情報ｉ２が、サテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達される。

【0022】

なお、指令情報ｉ１を電池ＥＣＵ１０からサテライト２０に伝達する際の説明については、上記の電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達する際の説明を、次のように読み替えて同様である。すなわち、「電池情報ｉ２」を「指令情報ｉ１」に読み替える。また、「図２」及び「図３」の各方を他方に読み替え、「サテライト２０」及び「電池ＥＣＵ１０」の各方を他方に読み替える。また、「監視回路２５」及び「制御ＭＣＵ１５」の各方を他方に読み替え、「子機Ｃ２」及び「親機Ｃ１」の各方を他方に読み替える。

【0023】

図４は、強度情報処理部３３に入力される受信信号Ｓｂの電力変化を示すグラフである。強度情報処理部３３は、受信信号Ｓｂの電力が所定の上側閾値Ｈｉを上回ると「１」と判定し、上側閾値Ｈｉよりも小さい所定の下側閾値Ｌｏを下回ると「０」と判定する。すなわち、強度情報処理部３３は、受信信号Ｓｂの電力が、一旦、上側閾値Ｈｉを上回ったら、次に下側閾値Ｌｏを下回るまで「１」と判定する。そして、受信信号Ｓｂの電力が、一旦、下側閾値Ｌｏを下回ったら、次に上側閾値Ｈｉを上回るまで「０」と判定する。これにより、受信信号Ｓｂの電力変化が持つ情報、すなわち、受信した電波の強度変化が持つ情報を、デジタル処理して解析する。

【0024】

本実施形態によれば、次の効果が得られる。子機Ｃ２は送信増幅部４９により、親機Ｃ１に送信する電波の強度変化に電池情報ｉ２を持たせる。そして、親機Ｃ１は、ＲＳＳＩ演算部５９及び強度情報処理部３３により、子機Ｃ２から受信した電波の強度変化が持つ電池情報ｉ２を取得する。

【0025】

そのため、電波の波形に基づく通信以外の通信である、電波の強度変化に基づく通信により、電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０へ伝達することができる。そのため、電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０へ、電波の波形に基づく通信により伝達するのが難しい状況下においても、電波の強度変化に基づく通信により伝達することができる。

【0026】

また、親機Ｃ１から子機Ｃ２への指令情報ｉ１の伝達についても、上記の子機Ｃ２から親機Ｃ１への電池情報ｉ２の伝達の場合と同様に、電波の強度変化に基づく通信により行うことができる。そのため、指令情報ｉ１を電池ＥＣＵ１０からサテライト２０へ、電波の波形に基づく通信により伝達するのが難しい状況下においても、電波の強度変化に基づく通信により伝達することができる。

【0027】

また、送信増幅部４９により、送信信号Ｓａを所定のタイミングでは増幅させ、それ以外のタイミングでは増幅させないことにより、シンプルな態様で、電波の強度を変調することができる。また、受信増幅部５３が有るため、受信した電波が弱く、それにより受信信号Ｓｂが弱い場合にも、受信増幅部５３により受信信号Ｓｂの電力を増幅させることができる。そのため、ＲＳＳＩ演算部５９は、受信信号Ｓｂの電力を測定し易くなり、それに伴い、強度情報処理部３３は、受信信号Ｓｂの電力変化を解析し易くなる。

【0028】

また、受信増幅部５３は、ＲＳＳＩ演算部５９により測定可能な受信信号Ｓｂの電力の上限値Ｘを超えない範囲で、受信信号Ｓｂの電力を増幅させるので、当該上限値Ｘを超えるまで、受信信号Ｓｂの強度を増幅させる場合に比べて、増幅量を小さく抑えることができる。そのため、受信増幅部５３による消費電力を抑えることができると共に、増幅量が小さくて済むため、スピーディーな電波の強度変化にも対応し易くなる。

【0029】

また、強度情報処理部３３は、受信信号Ｓｂの電力が、一旦、上側閾値Ｈｉを上回ったら、次に下側閾値Ｌｏを下回るまで「１」と判定し、一旦、下側閾値Ｌｏを下回ったら、次に上側閾値Ｈｉを上回るまで「０」と判定する。そのため、単に一の閾値を上回るか下回るかで、「１」か「０」かの判定を行う場合に比べて、ノイズに対する耐性が強くなる。

【0030】

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。以下の実施形態においては、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等は同一の符号を付する。本実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0031】

図５は、本実施形態のサテライト２０を示す回路図である。図６は、本実施形態の電池ＥＣＵ１０を示す回路図である。本実施形態では、通常時には、電波の波形に基づく通信を行い、所定時には、それに加えて、電波の強度変化に基づく通信も行う。そのため、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、第１実施形態の構成に加えて、電波の波形に基づく通信を行うための構成を有する。詳しくは、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、さらに受信処理部５５を有する。そして、各通信機の情報処理部３０は、さらに受信情報処理部３２を有する。

【0032】

次に、電池情報ｉ２を、サテライト２０から電池ＥＣＵ１０に、電波の波形に基づく通信と電波の強度変化に基づく通信との両方の通信により、伝達する際について説明する。

【0033】

子機Ｃ２は、電波の波形に基づく通信により電池情報ｉ２を親機Ｃ１に伝達することに失敗したことを条件に、伝達に失敗した電池情報ｉ２を、電波の強度変化に基づく通信により親機Ｃ１に伝達する。

【0034】

詳しくは、子機Ｃ２は、電波の波形に基づく通信において、ノイズなどにより、親機Ｃ１に対して通信不能と判定した場合に、送信信号Ｓａの電力を上げて通信する。増加後の送信信号Ｓａの電力で、電波の波形に基づく通信が成立すれば当該通信を継続する。他方、増加後の送信信号Ｓａの電力でも、電波の波形に基づく通信が成立しない場合は、当該電波の波形に基づく通信と共に、電波の強度変化に基づく通信を行う。すなわち、子機Ｃ２は、親機Ｃ１に送信する電波の波形に所定の電池情報ｉ２を持たせると共に、当該電波の強度変化にその電池情報ｉ２と少なくとも一部が同じ電池情報ｉ２を持たせる。それにより、波形及び強度変化の両方に同じ電池情報ｉ２を持つ電波を、親機Ｃ１に送信する。その具体的な手順は、次のとおりである。

【0035】

図５に示すように、サテライト２０の監視回路２５は、取得した電池情報ｉ２を、子機Ｃ２の送信情報処理部３１に送信する。送信情報処理部３１は、電池情報ｉ２の受信に基づいて、送信指令αを送信処理部４５に送信する。

【0036】

送信処理部４５は、送信指令αを受信すると、電波を発生させる電気信号である送信信号Ｓａを発生させる。このとき、制御部３６は、情報処理部３０から電池情報ｉ２を取得して、その電池情報ｉ２に基づいて送信処理部４５を制御する。それにより、送信信号Ｓａの周波数を変調して、送信信号Ｓａの電圧波形、すなわち周波数変化に電池情報ｉ２を持たせる。

【0037】

その送信信号Ｓａは、送信増幅部４９に入力される。制御部３６は、第１実施形態の場合と同様に送信増幅部４９を制御することにより、送信信号Ｓａの電力変化に電池情報ｉ２を持たせる。それにより、送信信号Ｓａは、電圧波形及び電力変化の両方に電池情報ｉ２を持つことになる。

【0038】

その送信信号Ｓａは、アンテナ５１に入力される。その送信信号Ｓａにより、アンテナ５１で電波が発生する。その電波は、波形及び強度変化の両方に電池情報ｉ２を持つことになる。

【0039】

図６に示すように、親機Ｃ１のアンテナ５１が子機Ｃ２から電波を受信すると、その電波により、電気信号である受信信号Ｓｂが発生する。その受信信号Ｓｂは、電圧波形及び電力変化の両方に電池情報ｉ２を持つことになる。その受信信号Ｓｂは、親機Ｃ１の受信増幅部５３に入力される。受信増幅部５３は、受信信号Ｓｂを、第１実施形態の場合と同様に増幅させる。

【0040】

増幅された受信信号Ｓｂは、受信処理部５５及びＲＳＳＩ演算部５９に入力される。受信処理部５５は、受信信号Ｓｂの電圧波形を検出及び解析してデジタル情報β１に変換する。そのデジタル情報β１は、受信情報処理部３２に入力される。受信情報処理部３２は、そのデジタル情報β１に基づいて、受信信号Ｓｂの電圧波形が持つ電池情報ｉ２、すなわち、子機Ｃ２から受信した電波の波形が持つ電池情報ｉ２を取得する。その電池情報ｉ２は、制御ＭＣＵ１５に送信される。

【0041】

他方、ＲＳＳＩ演算部５９及び強度情報処理部３３は、第１実施形態の場合と同様に、受信信号Ｓｂの電力変化が持つ電池情報ｉ２、すなわち、子機Ｃ２から受信した電波の強度変化が持つ電池情報ｉ２を取得する。その電池情報ｉ２は、制御ＭＣＵ１５に送信される。

【0042】

以上により、電池情報ｉ２が、電波の波形による通信と、電波の強度変化による通信との両方の通信により、サテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達される。なお、以上では、両方の通信が成功した場合を示しているが、いずれか一方の通信が失敗した場合には、他方の通信のみにより電池情報ｉ２が、サテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達されることになる。

【0043】

なお、指令情報ｉ１を電池ＥＣＵ１０からサテライト２０に両方の通信により伝達する際の説明については、上記の電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０に両方の通信により伝達する際の説明を、次のように読み替えて同様である。すなわち、「電池情報ｉ２」を「指令情報ｉ１」に読み替える。また、「図５」及び「図６」の各方を他方に読み替え、「サテライト２０」及び「電池ＥＣＵ１０」の各方を他方に読み替える。また、「監視回路２５」及び「制御ＭＣＵ１５」の各方を他方に読み替え、「子機Ｃ２」及び「親機Ｃ１」の各方を他方に読み替える。

【0044】

また、電波の波形による通信のみを行い、電波の強度波形による通信を行わない通常時の説明については、上記の説明において、送信増幅部４９による増幅量を一定にすると共に、ＲＳＳＩ演算部５９による受信信号Ｓｂの電力の取得、及び強度情報処理部３３による解析を行わないようにして同様である。

【0045】

図７は、受信処理部５５及び強度情報処理部３３等に入力される受信信号Ｓｂの電圧波形及び電力変化を示すグラフである。図４に示す第１実施形態と比較して、電力変化については、同様であるが、電圧波形が情報を持つ点で相違する。受信処理部５５は、受信信号Ｓｂの電圧波形における周波数変化に基づいて、デジタル情報β１を取得する。

【0046】

なお、図７は、受信信号Ｓｂの電圧波形及び電力変化を示すグラフであるが、それを発生させる電波の波形及び強度変化を示すグラフもこれと同様となる。電波は、波形に基づく通信において一塊の情報を有するフレームｆを複数有する。送信増幅部４９は、１又は複数のフレームｆ毎に、電波の強度を、相対的に強い強電波状態と、相対的に弱い弱電波状態とのいずれかにする。それにより、当該電波の強度変化に情報を持たせる。

【0047】

本実施形態によれば、次の効果が得られる。子機Ｃ２と親機Ｃ１とは、電波の波形に基づく通信により電池情報ｉ２及び指令情報ｉ１を伝達するのに加え、電波の強度変化に基づく通信によっても電池情報ｉ２及び指令情報ｉ１を伝達する。そのため、それらの両方の通信により、通信の冗長性を確保することができる。

【0048】

具体的には、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、電波の波形に基づく通信により情報を相手方の通信機に伝達し、それに失敗したことを条件に、伝達に失敗した情報を、電波の強度変化に基づく通信により相手方の通信機に伝達する。そのため、通常時には電波の波形に基づく通信を行うと共に、その途絶時には、電波の強度変化に基づく通信により、通信を確保することができる。

【0049】

また、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、波形及び強度変化の両方に同じ所定情報を持つ電波を送信するので、電波の波形による通信により、所定情報の伝達をトライしつつも、電波の強度変化による通信によっても、同じ所定情報の伝達をトライすることができる。

【0050】

また、電波は、１又は複数のフレームｆ毎に強電波状態と弱電波状態とのいずれかになるので、構成がシンプルになり、波形及び強度を変調し易くなる。

【0051】

［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。本実施形態については、第２実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0052】

図８は、ＲＳＳＩ演算部５９が測定した受信信号Ｓｂの電力変化を示すグラフである。受信増幅部５３は、ＲＳＳＩ演算部５９に入力される受信信号Ｓｂの電力の最大値が、ＲＳＳＩ演算部５９により測定可能な受信信号Ｓｂの電力の上限値Ｘを超えるように、受信信号Ｓｂの強度を増幅させる。強度情報処理部３３は、第１及び第２実施形態と同様に、ＲＳＳＩ演算部５９により測定された受信信号Ｓｂの電力が、上側閾値Ｈｉを上回った否か及び下側閾値Ｌｏを下回ったか否かに基づいて、受信信号Ｓｂの電力変化を解析する。上側閾値Ｈｉ及び下側閾値Ｌｏは、第１及び第２実施形態の場合よりも大きい。上側閾値Ｈｉは、上限値Ｘよりも所定値小さい。

【0053】

ただし、この状態において、電波の強度変化に基づく通信を成立させることができない場合は、さらに、受信増幅部５３により、受信信号Ｓｂの電力を増幅させる。そして、強度情報処理部３３は、ＲＳＳＩ演算部５９により測定された受信信号Ｓｂの電力が上限値Ｘに達したか否かに基づいて、受信信号Ｓｂの電力変化を解析する。

【0054】

本実施形態によれば、受信信号Ｓｂの電力を、ＲＳＳＩ演算部５９により測定可能な受信信号Ｓｂの電力の上限値Ｘを超えるまで増幅させると共に、上側閾値Ｈｉ及び下側閾値Ｌｏを高く設定することにより、ノイズが大きい場合等にも、電波の強度変化に基づく通信を成立させ易くなる。

【0055】

［第４実施形態］
次に第４実施形態について説明する。本実施形態については、第２実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0056】

図９は、本実施形態のサテライト２０を示す回路図である。図１０は、本実施形態の電池ＥＣＵ１０を示す回路図である。子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、受信増幅部５３を有しない。そのため、アンテナ５１で発生した受信信号Ｓｂは、受信増幅部５３により増幅されることなく、受信処理部５５及びＲＳＳＩ演算部５９に入力される。

【0057】

本実施形態によれば、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機が受信増幅部５３を有しないため、受信信号Ｓｂを増幅することはできないが、各通信機の構成及び制御がシンプルになる。

【0058】

［第５実施形態］
次に第５実施形態について説明する。本実施形態については、第４実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0059】

図１１は、本実施形態のサテライト２０を示す回路図である。図１２は、本実施形態の電池ＥＣＵ１０を示す回路図である。各通信機の送信増幅部４９は、増幅部本体４９ａと、電源スイッチ４９ｂと、第１スイッチ４９ｃと、第２スイッチ４９ｄとを有する。

【0060】

電源スイッチ４９ｂは、ＯＮになると増幅部本体４９ａに電力が供給されるようになり、ＯＦＦになると増幅部本体４９ａに電力が供給されなくなる。増幅部本体４９ａは、電源スイッチ４９ｂがＯＮになると送信信号Ｓａを一定の状態で増幅させるようになり、電源スイッチ４９ｂがＯＦＦになると送信信号Ｓａを増幅不能になる。

【0061】

第１スイッチ４９ｃは、ＯＮになると、送信処理部４５から送信信号Ｓａが、増幅部本体４９ａを経由しない直接経路でアンテナ５１に入力されるようになり、ＯＦＦになると、送信信号Ｓａが、上記の直接経路ではアンテナ５１に入力されなくなる。第２スイッチ４９ｄは、ＯＮになると、送信処理部４５から送信信号Ｓａが、増幅部本体４９ａを経由する増幅経路でアンテナ５１に入力されるようになり、ＯＦＦになると、送信信号Ｓａが、上記の増幅経路ではアンテナ５１に入力されなくなる。

【0062】

制御部３６は、次のように、送信増幅部４９の各スイッチ４９ｂ，４９ｃ，４９ｄを制御する。すなわち、制御部３６は、送信信号Ｓａを増幅させないタイミングでは、電源スイッチ４９ｂ及び第２スイッチ４９ｄをＯＦＦにし、且つ第１スイッチ４９ｃをＯＮにする。これにより、増幅部本体４９ａの電源がＯＦＦになると共に、送信信号Ｓａが増幅部本体４９ａを経由しない直接経路でアンテナ５１に入力されるようになる。

【0063】

他方、送信信号Ｓａを増幅させるタイミングでは、電源スイッチ４９ｂ及び第２スイッチ４９ｄをＯＮにし、第１スイッチ４９ｃをＯＦＦにする。これにより、増幅部本体４９ａの電源がＯＮになると共に、送信信号Ｓａが増幅部本体４９ａを経由する増幅経路でアンテナ５１に入力されるようになる。

【0064】

本実施形態によれば、送信信号Ｓａを増幅させないタイミングでは、送信信号Ｓａが増幅部本体４９ａを経由しない直接経路でアンテナ５１に入力され、送信信号Ｓａを増幅させるタイミングでは、送信信号Ｓａが増幅部本体４９ａを経由する増幅経路でアンテナ５１に入力される。そのため、増幅部本体４９ａは、送信信号Ｓａを一定の状態で増幅するだけの機能を有していればよく、送信信号Ｓａの増幅量を変調する機能を有する必要がない。そのため、送信増幅部４９の構成をシンプルにすることができる。また、送信信号Ｓａを増幅させないタイミングでは、増幅部本体４９ａの電源がＯＦＦになるので、増幅部本体４９ａによる消費電力を抑えることができる。

【0065】

［他の実施形態］
以上に示した各実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、第２～第５実施形態において、子機Ｃ２のＲＳＳＩ演算部５９、強度情報処理部３３等を省いて、電波の強度変化に基づく通信は、電池情報ｉ２をサテライト２０から電池ＥＣＵ１０に伝達する場合にのみ行うようにしてもよい。

【0066】

また例えば、第２～第５実施形態において、電波の波形に基づく通信の途絶時のみならず、常に電波の強度変化に基づく通信を行うようにしてもよい。また例えば、第２～第５実施形態において、電波の波形に基づく通信の途絶時には、電波の波形に基づく通信の再挑戦は行わず、電波の強度変化に基づく通信のみを行うようにしてもよい。

【0067】

また例えば、第２～第５実施形態において、子機Ｃ２及び親機Ｃ１の各通信機は、送信する電波の波形に所定情報を持たせると共に、当該電波の強度変化にその所定情報とは別の別情報を持たせるようにしてもよい。すなわち、各通信機は、波形に所定情報を持ち且つ強度変化に別情報を持つ電波を、相手方の通信機に送信するようにしてもよい。この場合、電波の波形に基づく通信により、所定情報を伝達しつつも、電波の強度変化に基づく通信により、別情報を伝達することができるようになる。

【0068】

また例えば、第２～第５実施形態において、送信増幅部４９は、電波のフレームｆに関係なく、電波の強度を、相対的に強い強電波状態と、相対的に弱い弱電波状態とのいずれかにすることにより、当該電波の強度変化に情報を持たせるようにしてもよい。この場合、電波の強度変化に情報を自由に持たせ易くなるので、より多くの情報を持たせ易くなる。

【0069】

また例えば、第２～第５実施形態において、電波の強度変化に基づく通信における強電波状態のときにのみ、電波の波形に情報を持たせ、電波の強度変化に基づく通信における弱電波状態のときには、電波の波形に情報を持たせないようにしてもよい。

【0070】

また例えば、各実施形態において、送信増幅部４９の代わりに、送信信号Ｓａを増幅及び減衰させる送信増減部を設け、この送信増減部で送信信号Ｓａの電力を変調するようにしてもよい。

【0071】

また例えば、各実施形態において、ＲＳＳＩ演算部５９を受信処理部５５の内部に設けてもよい。また例えば、各実施形態において、強度情報処理部３３をＲＳＳＩ演算部５９の内部に設けてもよい。

【0072】

また例えば、各実施形態において、強度情報処理部３３は、上側閾値Ｈｉと下側閾値Ｌｏとの代わりに、それらの間に１つの閾値を設定して、その閾値を上回るか下回るかで、「１」か「０」かの判定をするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１０…電池ＥＣＵ、２０…サテライト、３３…強度情報処理部、４９…送信増幅部、５９…ＲＳＳＩ演算部、６０…電池監視装置、９０…組電池、９４…電池群、９５…セル電池、Ｃ１…親機、Ｃ２…子機、Ｓｂ…受信信号、ｉ１…指令情報、ｉ２…電池情報。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】