JP2005345124A - Data collector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてハイブリッドカーに搭載されて、多数の電池モジュールの電圧と電流とを互いに同期して検出するのに使用されるデータ収集装置に関する。 The present invention relates to a data collection device that is mainly mounted in a hybrid car and used to detect voltages and currents of a large number of battery modules in synchronization with each other.
多数のデータを所定の周期で検出して、これをマルチプレクサ等で順番に切り換えてデジタル値に変換する装置は開発されている。この装置において、複数のデータを互いに同期して検出する必要があることがある。たとえば、ハイブリッドカーに搭載されるバッテリの残容量を検出する装置においては、バッテリの電流と電池電圧とを同期して検出する必要がある。電池電圧が電流によって変化するからである。 An apparatus has been developed that detects a large number of data at a predetermined cycle and switches them to a digital value by switching them in turn with a multiplexer or the like. In this apparatus, it may be necessary to detect a plurality of data in synchronization with each other. For example, in an apparatus for detecting the remaining capacity of a battery mounted on a hybrid car, it is necessary to detect the battery current and the battery voltage in synchronization. This is because the battery voltage varies depending on the current.
複数のA/Dコンバータでもって、異なるデータを同期して検出する装置は、各々のA/Dコンバータに、同期するタイミングパルスを入力する。各々のA/Dコンバータが、入力されるタイミングパルスに同期して、アナログ信号として入力されるデータをデジタル値に変換するためである。このことを実現する装置は開発されている(特許文献1及び2参照)。
以上の公報に記載される装置は、複数のA/Dコンバータを備え、各々のA/Dコンバータには、同じタイミングパルスを入力している。したがって、各々のA/Dコンバータは、タイミングパルスを入力する回線を介して接続している。ところで、複数のA/Dコンバータを別々の場所に配置して、各々のA/Dコンバータが異なるデータをデジタル値に変換する装置は、各々のA/Dコンバータを、タイミングパルスを伝送するためにリード線で接続する必要がある。とくに、タイミングパルスを伝送する回線は専用回線であるから、専用のリード線を配線する必要がある。接続するリード線を多くすることは、製造コストと部品コストを高くするばかりでなく、安定性をも低下させる原因ともなる。それは、リード線が、ほとんど例外なく、接触不良を皆無にできないコネクタを介して接続されるからである。とくに、ハイブリッドカー等の車両のように厳しい外的環境で長い年月にわたって使用されると、コネクタの金属表面が酸化し、あるいは接続部分に異物が侵入し、さらに弾性的に押圧する圧力が次第に低下する等の原因で接触不良が発生する。また、接触不良は、コネクタの接続回線数が増加するにしたがって著しく多くなる。この弊害は、接続回線を少なくして防止できる。回線数が少なくなると、コネクタの接続数が少なくなって、接触不良が起こる確率が減少するからである。 The apparatus described in the above publications includes a plurality of A / D converters, and the same timing pulse is input to each A / D converter. Therefore, each A / D converter is connected via a line for inputting a timing pulse. By the way, a device in which a plurality of A / D converters are arranged at different locations and each A / D converter converts different data into a digital value is used to transmit each A / D converter with a timing pulse. It is necessary to connect with lead wires. In particular, since the line for transmitting the timing pulse is a dedicated line, it is necessary to wire a dedicated lead wire. Increasing the number of connected lead wires not only increases the manufacturing cost and the component cost, but also causes a decrease in stability. This is because the lead wires are connected through a connector that can hardly eliminate poor contact with almost no exception. In particular, when used over a long period of time in a harsh external environment such as a hybrid car, the metal surface of the connector will oxidize, or foreign matter will enter the connection area, causing pressure to be further elastically pressed. Contact failure occurs due to a decrease. Further, the contact failure increases remarkably as the number of connection lines of the connector increases. This problem can be prevented by reducing the number of connection lines. This is because when the number of lines decreases, the number of connectors connected decreases and the probability of contact failure occurring decreases.
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数のA/Dコンバータをタイミングパルスを入力する専用回線で接続することなく、A/Dコンバータを非同期に動作させて少なくともふたつの検出データを互いに同期して検出できるデータ収集装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to allow at least two detection data to be detected synchronously by operating the A / D converters asynchronously without connecting a plurality of A / D converters by a dedicated line for inputting timing pulses. It is to provide a data collection device.
本発明のデータ収集装置は、2組の異なるデータを特定のタイミングで検出するメイン回路10とサブ回路20とを備える。このデータ収集装置は、サブ回路20を通信回線41を介してメイン回路10に接続して、サブ回路20が検出する検出データをデジタル値に変換してメイン回路10に伝送する。サブ回路20は、時間と共に変化する複数チャンネルの第1検出データを所定の周期で第1デジタル値にA/D変換する第1A/Dコンバータ22と、この第1A/Dコンバータ22がA/D変換する複数チャンネルの第1デジタル値を一時的に記憶するバッファ23とを備える。メイン回路10は、時間と共に変化する第2検出データを第1A/Dコンバータ22に非同期に第2デジタル値にA/D変換する第2A/Dコンバータ12と、第1検出データをバッファ23に一時記憶させるタイミングを特定するデータ検出タイミングコマンド(VS)をサブ回路20に送信する制御回路13とを備える。サブ回路20は、メイン回路10からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、第1A/Dコンバータ22でA/D変換される第1デジタル値をバッファ23に一時的に記憶すると共に、メイン回路10から次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでに、バッファ23に記憶する複数チャンネルの第1デジタル値を通信回線41でメイン回路10に伝送する。メイン回路10は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して第2検出データをA/D変換して第2デジタル値を検出すると共に、データ検出タイミングコマンド(VS)で第1A/Dコンバータ22でA/D変換されたバッファ23に記憶される第1デジタル値を通信回線41を介してサブ回路20から検出する。データ収集装置は、メイン回路10がデータ検出タイミングコマンド(VS)のタイミングで複数チャンネルの第1デジタル値と第2デジタル値とを検出する。
The data collection device of the present invention includes a
本発明の収集装置は、車両に搭載されてバッテリ31の残容量を正しく検出する装置とすることができる。このデータ収集装置は、サブ回路20を、複数の電池モジュール32の電圧を検出する電圧検出回路21として、メイン回路10を、電池モジュール32に流れる電流と電圧から電池モジュール32の残容量を検出するバッテリコントロール回路11とすることができる。このデータ収集装置は、メイン回路10であるバッテリコントロール回路11が、電池モジュール32の電流を検出し、検出した電流と、サブ回路20から入力される電池モジュール32の電圧とで電池モジュール32の残容量を検出する。
The collection device of the present invention can be a device that is mounted on a vehicle and correctly detects the remaining capacity of the
さらに、本発明のデータ収集装置は、サブ回路20を、複数組の電圧検出回路21とすることができる。
Furthermore, in the data collection device of the present invention, the
サブ回路20である電圧検出回路21は、複数の電池モジュール32の電圧を切り換えて検出するマルチプレクサ24を備えて、マルチプレクサ24で切り換えて、複数の電池モジュール32の電圧を一定の周期で順番にA/D変換することができる。
The
さらに、サブ回路20である電圧検出回路21は、第1A/Dコンバータ22でA/D変換された複数のデジタル信号を演算して第1デジタル値を検出する演算回路28を備えることができる。
Further, the
メイン回路10であるバッテリコントロール回路11は、サブ回路20の電圧検出回路21に出力するデータ検出タイミングコマンド(VS)の周期を5〜500msecとすることができる。
The
さらにメイン回路10は、時間的に遅れて検出される検出データに合わせて、時間的に先に検出された検出データを遅延させるための遅延回路18を備えてもよい。
Further, the
またメイン回路10及び/又はサブ回路20が有する異なる複数の検出部において、同じ信号処理方式を適用し遅れ時間を略等しく合わせるように構成することもできる。
In addition, a plurality of different detection units included in the
本発明のデータ収集装置は、複数のA/Dコンバータを、タイミングパルスを入力する専用回線で接続することなく、A/Dコンバータを互いに非同期に動作させて複数の検出データを互いに同期して検出できる。それは、本発明のデータ収集装置が、サブ回路とメイン回路のA/Dコンバータを非同期にA/D変換させるが、サブ回路はメイン回路からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、このタイミングに同期して検出する第1デジタル値をバッファに一時記憶させ、バッファに記憶している第1デジタル値を次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでの間にメイン回路に伝送し、さらにメイン回路が、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して、第2A/Dコンバータで第2デジタル値を検出するからである。 The data collection device of the present invention detects a plurality of detection data synchronously by operating the A / D converters asynchronously without connecting the plurality of A / D converters by a dedicated line for inputting timing pulses. it can. The data collection device of the present invention asynchronously A / D-converts the A / D converters of the sub circuit and the main circuit. When the sub circuit receives a data detection timing command (VS) from the main circuit, The first digital value detected in synchronization with the timing is temporarily stored in the buffer, and the first digital value stored in the buffer is transmitted to the main circuit until the next data detection timing command (VS) is input. In addition, the main circuit detects the second digital value by the second A / D converter in synchronization with the data detection timing command (VS).
さらに、本発明のデータ収集装置は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して検出した第1デジタル値をバッファに一時記憶させて、これを次のデータ検出タイミングコマンド(VS)までの間にメイン回路に伝送するので、多数の第1デジタル値を、データ伝送速度の制限された通信回線を介してサブ回路からメイン回路に伝送できる。 Furthermore, the data collection device of the present invention temporarily stores the first digital value detected in synchronization with the data detection timing command (VS) in the buffer, and stores the first digital value until the next data detection timing command (VS). Since it is transmitted to the main circuit, a large number of first digital values can be transmitted from the sub circuit to the main circuit via a communication line with a limited data transmission rate.
また、本発明は、互いに非同期にA/D変換している第1A/Dコンバータと第2A/Dコンバータを、データ検出タイミングコマンド(VS)でもって、実質的にはほぼ同じタイミングで第1デジタル値と第2デジタル値とを検出しながら、メイン回路とサブ回路とをタイミングパルスを伝送する専用回線で接続することなく、通信回線を介して接続することができる特長もある。 Further, according to the present invention, the first A / D converter and the second A / D converter that perform A / D conversion asynchronously with each other, the first digital signal at substantially the same timing by the data detection timing command (VS). There is also an advantage that the main circuit and the sub circuit can be connected via the communication line without detecting the value and the second digital value, without being connected by the dedicated line for transmitting the timing pulse.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのデータ収集装置を例示するものであって、本発明はデータ収集装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments exemplify a data collection device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the data collection device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
以下、データ収集装置が車両に搭載されてバッテリの残容量を検出する装置として詳述する。ただし、本発明のデータ収集装置は、バッテリの残容量を検出する装置に特定しない。データ収集装置は、2組の異なるデータを非同期のA/DコンバータでA/D変換しながら、特定のタイミングで2組のデータを検出する他の装置に使用できる。 Hereinafter, the data collection device will be described in detail as a device that is mounted on a vehicle and detects the remaining battery capacity. However, the data collection device of the present invention is not specified as a device that detects the remaining battery capacity. The data collection device can be used for another device that detects two sets of data at a specific timing while A / D converting two sets of different data with an asynchronous A / D converter.
図1は、車両に搭載されてバッテリの残容量を検出するデータ収集装置を示す。この図のデータ収集装置は、たとえば、ハイブリッドカー、燃料自動車、電気自動車等の車両に搭載されて、車両を走行させるモーターを駆動するバッテリ31の残容量を検出する。この図に示すデータ収集装置は、メイン回路10であるバッテリコントロール回路(BCM:バッテリ・コントロール・モジュール)11と、サブ回路20である電池モジュール32の電圧温度検出回路(VT)21とを備える。
FIG. 1 shows a data collection device that is mounted on a vehicle and detects the remaining battery capacity. The data collection device in this figure is mounted on a vehicle such as a hybrid car, a fuel vehicle, and an electric vehicle, for example, and detects the remaining capacity of the
メイン回路10のバッテリコントロール回路11は、電池モジュール32を直列に接続しているバッテリ31の電流を検出し、さらに、電流を検出するタイミングで各々の電池モジュール32の電圧をサブ回路20である電圧検出回路21を介して検出してバッテリ31の残容量、正確には各々の電池モジュール32の残容量を検出する。さらに、バッテリコントロール回路11は、検出した残容量に基づいて、バッテリ31の充放電電流をコントロールする。
The
図に示すバッテリ31は、複数の二次電池を直列に接続して電池モジュール32とし、この電池モジュール32をさらに直列に接続して出力電圧を高くしている。電池モジュール32は、1ないし複数個の二次電池を直列に接続している。二次電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池であるが、ニッケルカドミウム電池、コンデンサ等、全ての蓄電素子を使用できる。このバッテリ31は、30〜60個の電池モジュール32を直列に接続して、出力電圧を200〜400Vとする。
In the
図のデータ収集装置は、2組の異なるデータである、電池モジュール32の電流を特定のタイミングで検出するメイン回路10であるバッテリコントロール回路(BCM)11と、サブ回路20である電圧検出回路(VT)21とを備える。サブ回路20の電圧検出回路21は、通信回線41を介してメイン回路10のバッテリコントロール回路11に接続され、サブ回路20の電圧検出回路21が検出する検出データである電池モジュール32の電圧をデジタル値に変換してメイン回路10に伝送する。
The data collection device shown in the figure includes a battery control circuit (BCM) 11 that is a
図1のデータ収集装置は、2組の電圧検出回路21を備える。2組の電圧検出回路21は、2組に分割されたバッテリ31の電池モジュール32の電圧を検出する。各々の電圧検出回路21は、互いに同期することなく、一定のサンプリング周期で電池モジュール32の電圧をA/D変換する。各々の電圧検出回路21は、通信回線41を介してメイン回路10であるバッテリコントロール回路11に接続される。各々の電圧検出回路21は、バッテリコントロール回路11に、通信回線41を介して、電池モジュール32の電圧をA/D変換して伝送する。
The data collection device of FIG. 1 includes two sets of
図2は、図1に示すデータ収集装置のブロック図である。この図において、サブ回路20である電圧検出回路21は、複数の電池モジュール32を切り換えて電圧を検出するマルチプレクサ24と、このマルチプレクサ24と電池モジュール32との間に接続されて高い周波数成分の雑音を除くローパスフィルタ25と、マルチプレクサ24の出力側に接続されて電池モジュール32の電圧を一定のサンプリング周期で第1デジタル値にA/D変換する第1A/Dコンバータ22と、この第1A/Dコンバータ22にサンプリング周期のタイミングコマンドを入力する第1タイミングパルス発生回路26と、第1A/Dコンバータ22の出力側に接続しているデジタルローパスフィルタ27と、デジタルローパスフィルタ27の出力側に接続されて、複数のデジタル信号を演算して正確な電池モジュール32の電圧を検出する演算回路28と、演算回路28から出力される第1デジタル値である電池モジュール32の電圧を、メイン回路10であるバッテリコントロール回路11からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると一時的に記憶して出力するするバッファ23とを備える。
FIG. 2 is a block diagram of the data collection device shown in FIG. In this figure, a
メイン回路10であるバッテリコントロール回路11は、電池モジュール32の電流を検出する電流センサー14と、電流センサー14の出力側に接続されて高い周波数成分の雑音を除去するローパスフィルタ15と、ローパスフィルタ15の出力をA/D変換して第2デジタル値とする第2A/Dコンバータ12と、この第2A/Dコンバータ12にタイミングパルスを入力する第2タイミングパルス発生回路16と、第2A/Dコンバータ12の出力側に接続しているデジタルローパスフィルタ17と、デジタルローパスフィルタ17の出力側に接続している、遅れ時間調整のための遅延回路18と、この遅延回路18の出力側と、サブ回路20の電圧検出回路21にデータ検出タイミングコマンド(VS)を出力すると共に、電池モジュール32の残容量を演算する制御回路13とを備える。
The
電圧検出回路21の第1A/Dコンバータ22と、バッテリコントロール回路11の第2A/Dコンバータ12は、互いに同期することなく電圧と電流をA/D変換する。すなわち、第1タイミングパルス発生回路26と、第2タイミングパルス発生回路16とは互いに同期しないタイミングパルスを発生する。
The first A /
マルチプレクサ24は、第1A/Dコンバータ22が電池モジュール32の電圧をA/D変換するサンプリング周期を特定する。すなわち、マルチプレクサ24が電圧を検出する電池モジュール32を所定の周期で切り換え、第1A/Dコンバータ22が電池モジュール32の電圧をA/D変換する。第1タイミングパルス発生回路26は、マルチプレクサ24に、電池モジュール32を切り換えるタイミングパルスを出力し、第1A/Dコンバータ22には切り換えられた電池モジュール32の電圧をA/D変換するタイミングパルスを出力する。
The
第1タイミングパルス発生回路26から出力されるタイミングパルスによって、マルチプレクサ24と第1A/Dコンバータ22は、たとえば10msecの全チャンネル変換時間に、全ての電池モジュール32の電圧を第1デジタル値にA/D変換する。マルチプレクサ24と第1A/Dコンバータ22は、全チャンネル変換時間である10msecに、例えば32チャンネルの電池モジュール32を順番に切り換えて、310nsecのサンプリング周期でA/D変換する。このマルチプレクサ24と第1A/Dコンバータ22は、10msecの周期で全ての電池モジュール32の電圧を順番に時間をずらせてA/D変換して出力する。
By the timing pulse output from the first timing pulse generating circuit 26, the
マルチプレクサ24は、入力側にサンプルホールド回路(図示せず)を設けて、全ての電池モジュール32の電圧を同時に検出することもできる。サンプルホールド回路は、各々の電池モジュール32の電圧を一時的に記憶して保持する回路である。このサンプルホールド回路は、第1タイミングパルス発生回路26からタイミングパルスが入力されると、全ての電池モジュール32の電圧を一時的に記憶する。マルチプレクサ24がサンプルホールド回路を順番に切り換えて、記憶される電池モジュール32の電圧を第1A/Dコンバータ22でA/D変換する。
The
サンプルホールド回路を備える電圧検出回路21は、メイン回路10であるバッテリコントロール回路11からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるタイミングに、全ての電池モジュール32の電圧をサンプルホールド回路に記憶させる。その後、サンプルホールド回路に記憶される電池モジュール32の電圧をマルチプレクサ24で切り換えて、第1A/Dコンバータ22でA/D変換する。この電圧検出回路21は、全ての電池モジュール32の電圧を、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して検出できる。ただ、サンプルホールド回路を設けないで、マルチプレクサ24で電池モジュール32を順番に切り換えて、電池モジュール32の電圧をA/D変換する電圧検出回路21も、全チャンネル変換時間の10msecに全ての電圧をA/D変換して検出できる。したがって、全チャンネル変換時間を十分に短く、たとえば50msec以下、好ましくは30msec以下として、全ての電池モジュール32の電圧を残容量の演算にほとんど誤差が発生しない時間に検出できる。
The
バッテリコントロール回路11は、全データ伝送周期である100msecの時間間隔で、データ検出タイミングコマンド(VS)を電圧検出回路21に出力し、100msecに1回の割合で電池モジュール32の残容量を演算する。全チャンネル変換時間を10msecとする電圧検出回路21は、全ての電池モジュール32の電圧を検出するタイミングのずれが、最大で10msec以内となる。
The
図2に示す装置は、10msecの全チャンネル変換時間に、全32チャンネルの電池モジュール32の電圧をA/D変換する。その後デジタルローパスフィルタ27で雑音成分を除去し、出力される信号を演算回路28で演算して、正確に電池モジュール32の電圧を検出できる。図のデジタルローパスフィルタ27は、カットオフ周波数を例えば重み付けを調整してサンプリング周期が10msecより構成される5.3Hz(時定数30msec)とするハイカットフィルタである。時定数が全チャンネル変換時間の10msecより長いため、電池モジュール32の電圧を検出する時間が10msec以内にずれても、電池モジュール32の残容量推定に大きく影響を与えることがない。また電圧検出・電流検出いずれにも同じ伝達特性のフィルタを用いることで、時間遅れを更に合わせこむことができる。このように複数の異なる検出部で、同じ信号処理方式を適用し遅れ時間を略等しく合わせることが可能となる。
The apparatus shown in FIG. 2 performs A / D conversion on the voltages of the
検出して演算された各々の電池モジュール32の電圧信号である第1デジタル値はバッファ23に一時的に記憶される。このバッファ23には、全チャンネル変換時間である10msecの周期で、全電池モジュール32の電圧を記憶する。バッファ23は、常に繰り返し全チャンネル変換時間である10msecの周期で電池モジュール32の電圧を記憶し、あるいはデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるときに電池モジュール32の電圧を記憶する。繰り返し電池モジュール32の電圧を10msecの周期で記憶するバッファ23は、バッテリコントロール回路11からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでの全データ伝送周期の100msecに、記憶している各々の電池モジュール32の電圧である第1デジタル値を出力する。
The first digital value that is the voltage signal of each
データ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるときに、電池モジュール32の電圧を記憶するバッファ23は、バッテリコントロール回路11からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、演算された全ての電池モジュール32の電圧を一時的に記憶し、その後、次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでの全データ伝送周期の100msecに、記憶している電池モジュール32の電圧信号である第1デジタル値を順番に出力する。
When the data detection timing command (VS) is input, the
電圧検出回路21は、全チャンネル変換時間の10msecに、全ての電池モジュール32の電圧をA/D変換して電圧を検出できる。しかしながら、検出された全ての電池モジュール32の電圧を示す第1デジタル値は、全チャンネル変換時間の10msecの短い時間には、バッテリコントロール回路11に伝送できない。通信回線41のデータ伝送速度に制限を受けるからである。電圧検出回路21とバッテリコントロール回路11は、たとえばRS422、又はRS232等の通信回線41を介して接続される。電圧検出回路21は、バッテリコントロール回路11からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、全チャンネル変換時間の10msecよりも長い全データ伝送周期の100msecの間に、検出した全ての電池モジュール32の電圧を示す第1デジタル値をバッテリコントロール回路11に伝送する。したがって、バッテリコントロール回路11は、全ての電池モジュール32の電圧を示す第1デジタル値を伝送できる全データ伝送周期で、電圧検出回路21にデータ検出タイミングコマンド(VS)を出力する。全データ伝送周期を100msecに設定すると、10msecに4つの電池モジュール32の電圧を示す第1デジタル値を伝送して、100msecで32チャンネルの電池モジュール32の電圧を伝送できる。
The
図1の装置は、バッテリコントロール回路11に通信回線41を介して2組の電圧検出回路21を接続している。したがって、バッテリコントロール回路11は、2組の電圧検出回路21に同時に、あるいは時間をずらせてデータ検出タイミングコマンド(VS)を出力する。2組の電圧検出回路21は、データ検出タイミングコマンド(VS)を検出して、各々の電池モジュール32の電圧を第1デジタル値としてバッテリコントロール回路11に出力する。したがって、バッテリコントロール回路11は、データ検出タイミングコマンド(VS)を2組の電圧検出回路21に出力して、全ての電池モジュール32の電圧を検出する。
In the apparatus of FIG. 1, two sets of
さらに、バッテリコントロール回路11は、電池モジュール32の電流を電流センサー14で検出する。電流センサー14の出力はローパスフィルタ25で雑音成分を除去して、データ検出タイミングコマンド(VS)のタイミングに同期して、第2A/Dコンバータ12が検出する電流をA/D変換する。第2A/Dコンバータ12がデータ検出タイミングコマンド(VS)に同期してA/D変換するように、第2タイミングパルス発生回路16からタイミングパルスが第2A/Dコンバータ12に入力される。このタイミングでタイミングパルスを出力するように、第2タイミングパルス発生回路16は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期してタイミングパルスを出力する。第2A/Dコンバータ12でA/D変換された電流信号は、デジタルローパスフィルタ17でさらに雑音成分を除去して正確な電流値を示す第2デジタル値が検出される。検出された電流値である第2デジタル値は、遅延回路18で電圧検出回路21がバッテリコントロール回路11に通信回線41を介してデータを送信するために要する時間である100msecの遅延がなされて制御回路13に入力される。この遅延回路18は、ハードウェア構成のみならず、ソフトウエアでも容易に実現できる。
図3は、メイン回路10のバッテリコントロール回路11からサブ回路20の電圧検出回路21にデータ検出タイミングコマンド(VS)を出力して、第1デジタル値を検出するタイミングチャートを示す。この図のバッテリコントロール回路11と電圧検出回路21は、以下の工程で、各々の電池モジュール32の電圧と電流を同期して検出して残容量を演算する。
Further, the
FIG. 3 shows a timing chart for detecting the first digital value by outputting the data detection timing command (VS) from the
(1) バッテリコントロール回路11は、全データ伝送周期である100msecの周期でデータ検出タイミングコマンド(VS)を電圧検出回路21に出力する。
(2) 電圧検出回路21は、データ検出タイミングコマンド(VS)を検出すると、このタイミングに検出している全電池モジュール32の電圧をバッファ23に一時的に記憶させる。ただし、電圧検出回路21は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期することなく、全チャンネル変換時間の10msecの周期で全電池モジュール32の電圧を検出しているので、データ検出タイミングコマンド(VS)を検出してから、次の全チャンネル変換時間である10msecに検出する全電池モジュール32の電圧をバッテリコントロール回路11に一時記憶させることもできる。いずれにしても、電圧検出回路21は、全チャンネル変換時間である10msecに全ての電池モジュール32の電圧を検出して、バッファ23に一時記憶させるので、全電池モジュール32の電圧検出時間のずれは最大で10msecとなる。
(1) The
(2) When the
(3) その後、電圧検出回路21は、バッファ23に記憶している電池モジュール32の電圧である第1デジタル値を、次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでのタイミングである全データ伝送周期の100msecに、通信回線41を介してバッテリコントロール回路11に伝送する。たとえば、1組の電圧検出回路21が検出する32チャンネルの電池モジュール32の電圧値である32個の第1デジタル値は、10msecに4チャンネルの割合で、通信回線41を介してバッテリコントロール回路11に伝送される。第1デジタル値が9ビットであれば、10msecに64チャンネル(6400チャンネル/秒)の割合で、全データ伝送周期の100msecで全ての第1デジタル値が通信回線41でバッテリコントロール回路11に伝送される。
(4) 以上のようにして、バッテリコントロール回路11は、データ検出タイミングコマンド(VS)を電圧検出回路21に出力して、次のデータ検出タイミングコマンド(VS)を出力するまでの全データ伝送周期の100msecに、全ての電池モジュール32の電圧値を示す第1デジタル値を検出する。
(3) After that, the
(4) As described above, the
(5) バッテリコントロール回路11は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して電池モジュール32の電流を第2デジタル値として検出する。電流を示す第2デジタル値は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期しており、電池モジュール32の電圧を示す第1デジタル値もデータ検出タイミングコマンド(VS)のタイミングで検出された電圧である。
(6) バッテリコントロール回路11は、検出された電流と電圧から各々の電池モジュール32の残容量を演算する。演算された残容量に基づいて、電池モジュール32を直列に接続しているバッテリ31の充放電電流をコントロールする。すなわち、バッテリ31の過充電と過放電を防止しながら、残容量が所定の範囲になるように、充放電電流をコントロールしながら、バッテリ31を充放電させる。
(5) The
(6) The
10…メイン回路
11…バッテリコントロール回路
12…第2A/Dコンバータ
13…制御回路
14…電流センサー
15…ローパスフィルタ
16…第2タイミングパルス発生回路
17…デジタルローパスフィルタ
18…遅延回路
20…サブ回路
21…電圧検出回路
22…第1A/Dコンバータ
23…バッファ
24…マルチプレクサ
25…ローパスフィルタ
26…第1タイミングパルス発生回路
27…デジタルローパスフィルタ
28…演算回路
31…バッテリ
32…電池モジュール
41…通信回線
DESCRIPTION OF
Claims (8)
サブ回路(20)は、時間と共に変化する複数チャンネルの第1検出データを所定の周期で第1デジタル値にA/D変換する第1A/Dコンバータ(22)と、この第1A/Dコンバータ(22)がA/D変換する複数チャンネルの第1デジタル値を一時的に記憶するバッファ(23)とを備えており、
メイン回路(10)は、時間と共に変化する第2検出データを第1A/Dコンバータ(22)に非同期に第2デジタル値にA/D変換する第2A/Dコンバータ(12)と、第1検出データをバッファ(23)に一時記憶させるタイミングを特定するデータ検出タイミングコマンド(VS)をサブ回路(20)に出力する制御回路(13)とを備えており、
サブ回路(20)は、メイン回路(10)からデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されると、第1A/Dコンバータ(22)でA/D変換される第1デジタル値をバッファ(23)に一時的に記憶すると共に、メイン回路(10)から次のデータ検出タイミングコマンド(VS)が入力されるまでに、バッファ(23)に記憶する複数チャンネルの第1デジタル値を通信回線(41)でメイン回路(10)に伝送し、
メイン回路(10)は、データ検出タイミングコマンド(VS)に同期して第2検出データをA/D変換して第2デジタル値を検出すると共に、データ検出タイミングコマンド(VS)で第1A/Dコンバータ(22)でA/D変換されたバッファ(23)に記憶される第1デジタル値を通信回線(41)を介してサブ回路(20)から検出し、
メイン回路(10)がデータ検出タイミングコマンド(VS)のタイミングで複数チャンネルの第1デジタル値と第2デジタル値とを検出するようにしてなるデータ収集装置。 A main circuit (10) that detects a plurality of different data at a specific timing and a sub circuit (20), and connects the sub circuit (20) to the main circuit (10) via a communication line (41), A data collection device that converts detection data detected by the sub circuit (20) into a digital value and transmits the digital value to the main circuit (10),
The sub-circuit (20) includes a first A / D converter (22) for A / D converting the first detection data of a plurality of channels changing with time into a first digital value at a predetermined cycle, and the first A / D converter ( 22) includes a buffer (23) for temporarily storing the first digital values of a plurality of channels for A / D conversion,
The main circuit (10) includes a second A / D converter (12) for A / D converting the second detection data, which changes with time, into a second digital value asynchronously with the first A / D converter (22), and a first detection. A control circuit (13) for outputting a data detection timing command (VS) for specifying the timing for temporarily storing data in the buffer (23) to the sub-circuit (20),
When the data detection timing command (VS) is input from the main circuit (10), the sub circuit (20) buffers the first digital value that is A / D converted by the first A / D converter (22). The first digital values of a plurality of channels stored in the buffer (23) until the next data detection timing command (VS) is input from the main circuit (10). To the main circuit (10)
The main circuit (10) A / D-converts the second detection data in synchronization with the data detection timing command (VS) to detect the second digital value, and the first A / D by the data detection timing command (VS). A first digital value stored in the buffer (23) A / D converted by the converter (22) is detected from the sub circuit (20) via the communication line (41);
A data collecting apparatus in which a main circuit (10) detects a first digital value and a second digital value of a plurality of channels at the timing of a data detection timing command (VS).
メイン回路(10)であるバッテリコントロール回路(11)が、電池モジュール(32)の電流を検出し、検出した電流と、サブ回路(20)から入力される電池モジュール(32)の電圧とで電池モジュール(32)の残容量を検出する請求項1に記載されるデータ収集装置。 The data collection device is mounted on the vehicle to detect the remaining capacity of the battery (31), the sub circuit (20) is the voltage detection circuit (21) that detects the voltage of the plurality of battery modules (32), the main circuit (10) is a battery control circuit (11) that detects the remaining capacity of the battery module (32) from the current and voltage flowing through the battery module (32).
The battery control circuit (11) which is the main circuit (10) detects the current of the battery module (32), and the battery is detected by the detected current and the voltage of the battery module (32) input from the sub circuit (20). The data collection device according to claim 1, wherein the remaining capacity of the module (32) is detected.
3. The data collection according to claim 2, wherein the same signal processing method is applied and the delay times are adjusted to be approximately equal in a plurality of different detection units included in the main circuit (10) and / or the sub circuit (20). apparatus.
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