WO2023021744A1

WO2023021744A1 - 管理装置、バッテリデータ伝送装置、伝送システム

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Publication number: WO2023021744A1
Application number: PCT/JP2022/009258
Authority: WO
Inventors: 喜実野口; 昌広影山; 孝徳山添; 睦菊地
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2023-02-23
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Abstract

管理装置は、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを、伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部と、伝送路の異常を検知する異常検知部と、異常検知部が伝送路の異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置に対して、符号化データのデータ長を短くする指令を出力する指令部と、を備える。

Description

管理装置、バッテリデータ伝送装置、伝送システム

　本発明は、管理装置、バッテリデータ伝送装置、および伝送システムに関する。

　ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電池システムには、二次電池の単電池セルを多数直列接続して構成される組電池が用いられている。このような組電池においては、各単電池セルの容量計算や保護管理のため、単電池セルの状態を監視する監視ＩＣと単電池セルの充放電状態を制御する制御ＩＣとを用いて単電池セルの管理を行っている。監視ＩＣと制御ＩＣ間は、有線による接続が主流であるが、接続ケーブル（通信ハーネス）の削減による、重量低減やコスト低減、車載スペースの拡充、配置自由度の向上、衝突時の短絡リスク削減など、様々な理由から、無線通信の適用が検討されている。一方で電池セルの監視および制御は非常に短い間隔（数十ｍｓ～百ｍｓ）で行われ、頑健な通信が求められるが、車両内はさまざまな金属や高電流、乗員や付近の無線通信などの外乱を受け、通信品質が劣化してしまう。特許文献１には、バッテリの各時間での電流値と電圧値をペアとしてデータ保存を行うバッテリデータの圧縮・伸長方法において、前記データの圧縮時には、前回と今回の電圧値の変化量を用いて今回の電流変化量予測値を算出し、該今回の電流変化量予測値と実際の今回の電流値の変化量との差分を算出し、この差分をデータとして保存し、前記データの伸長時には、前回と今回の電圧値の変化量を用いて今回の電流変化量予測値を算出し、該今回の電流変化量予測値に、前記今回の電流変化量予測値と前記実際の今回の電流値との差分を加えて、今回の電流値の変化量を算出する、ことを特徴とするバッテリデータの圧縮・伸長方法が開示されている。

日本国特開２０１４－２３０１２４号公報

　特許文献１に記載されている発明では、伝送エラーへの対策に改善の余地がある。

　本発明の第１の態様による管理装置は、バッテリに関するデータであるバッテリデータ（たとえば単電池セルの電圧、電流、温度、充電率、劣化状態など）を符号化した符号化データを、伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部と、前記伝送路の異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が前記伝送路の異常を検知すると、前記バッテリデータ伝送装置に対して、前記符号化データのデータ長を短くする指令を出力する指令部と、を備える。
　本発明の第２の態様によるバッテリデータ伝送装置は、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを生成する符号化部と、伝送路を介して管理装置に前記符号化データを送信する伝送制御部と、前記伝送路の異常を検知する異常検知部と、を備え、前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、前記第２モードにおける前記符号化データは、前記第１モードにおける前記符号化データよりもデータ長が短く、前記異常検知部は、前記伝送路に異常を検知すると、前記符号化部に前記第２モードを適用させる。
　本発明の第３の態様による伝送システムは、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と、前記符号化データを受信する管理装置と、を含む伝送システムであって、前記伝送路の異常を検知する異常検知部を含み、前記バッテリデータ伝送装置は、前記バッテリデータを用いて前記符号化データを生成する符号化部と、前記伝送路を介して前記符号化データを前記管理装置に送信する伝送制御部と、を備え、前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、前記第２モードにおける前記符号化データは、前記第１モードにおける前記符号化データよりもデータ長が短く、前記異常検知部は、前記伝送路に異常を検知すると、前記符号化部に前記第２モードを適用させる。

　本発明によれば、バッテリの情報を伝送するためのデータ符号化において、通常時と異常時で符号化方法を変更し、伝送エラーが発生する状況でも情報の伝達を維持できる。

第１の実施の形態における伝送システムの全体構成図送信データを示す模式図管理装置の動作を示すフローチャートバッテリデータ伝送装置の動作を示すフローチャート異常検知部による異常検知処理を示すフローチャート変形例２におけるバッテリデータ伝送装置の機能構成図第２の実施の形態における伝送システムの全体構成図第２の実施の形態における異常検知部の処理を示すフローチャート第３の実施の形態における伝送システムの全体構成図第４の実施の形態における伝送システムの全体構成図

―第１の実施の形態―
　以下、図１～図５を参照して、伝送システムの第１の実施の形態を説明する。

（全体構成）
　図１は、第１の実施の形態における伝送システムＳ１の全体構成図である。伝送システムＳ１は、モータ１１と、インバータ１２と、電流センサ１３と、複数のセルグループＣＧと、複数のバッテリデータ伝送装置Ｂと、管理装置Ｍと、上位コントローラ２０と、を含む。複数存在するバッテリデータ伝送装置Ｂは、枝番を付してそれぞれを区別する。なお以下では、複数のセルグループＣＧの全体や、各セルグループＣＧに含まれる個別のセルを「バッテリ」とも呼ぶ。

　バッテリデータ伝送装置Ｂは、セルコントローラ１４と、伝送制御部１５と、符号化部１６と、を含む。それぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂの構成および動作は同一である。以下では、具体的な動作を説明するために、バッテリデータ伝送装置Ｂ１を用いて説明する場合がある。すなわち以下では、バッテリデータ伝送装置Ｂ１の構成である、セルコントローラ１４－１、伝送制御部１５－１、および符号化部１６－１を用いて説明する場合がある。

　管理装置Ｍは、伝送制御部１５－ｚと、復号部１７と、異常検知部１８と、バッテリコントローラ１９とを含む。バッテリデータ伝送装置Ｂに含まれる伝送制御部である、伝送制御部１５－１や伝送制御部１５－ｎ、および管理装置Ｍに含まれる伝送制御部１５－ｚは、それぞれ伝送路Ｔにより接続される。伝送路Ｔは無線通信のための空間であり、伝送制御部１５は無線通信を行う。

　インバータ１２は、セルグループＣＧに蓄えた電力をモータ１１に供給、またはモータ１１から得られる電力をセルグループＣＧに蓄積する。電流センサ１３は、インバータ１２とセルグループＣＧとの間に流れる電流を測定し、バッテリコントローラ１９に伝達する。

　セルコントローラ１４、符号化部１６、復号部１７、異常検知部１８、およびバッテリコントローラ１９はたとえば、コンピュータ、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）のいずれかである。コンピュータは、中央演算装置であるＣＰＵ、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ、読み書き可能な記憶装置であるＲＡＭを備え、ＣＰＵがＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することで様々な演算を行う。

　セルコントローラ１４は、複数のセルをまとめたセルグループＣＧを制御する。セルコントローラ１４は、伝送路Ｔを介して管理装置Ｍから指定された制御を行う。セルコントローラ１４は、少なくとも電圧計を含み、各セルの電圧を測定する。セルコントローラ１４はその他のセンサを含み、たとえば各セル温度が測定できてもよい。セルコントローラ１４は、各バッテリの充電率（ＳｏＣ：State　Of　Charge）を算出してもよい。セルコントローラ１４は、管理装置Ｍから後述する要求コマンドを受信すると、接続されたセルグループの情報を送信する。要求コマンドには符号化モードの指定が含まれており、セルコントローラ１４は指定された符号化モードの情報、およびセルグループＣＧの情報を符号化部１６に出力する。

　バッテリデータ伝送装置Ｂに含まれる伝送制御部１５－１や伝送制御部１５－ｎは、符号化部１６により符号化された情報を管理装置Ｍに送信する。また伝送制御部１５－１および伝送制御部１５－ｎは、管理装置Ｍから受信した情報をセルコントローラ１４に出力する。管理装置Ｍに含まれる伝送制御部１５－ｚは、バッテリデータ伝送装置Ｂから受信する情報を復号部１７に出力する。伝送制御部１５は、通信モジュールである。

　符号化部１６は、セルコントローラ１４が出力するセルグループＣＧの情報を指定された符号化モードで符号化し、伝送制御部１５に出力する。符号化部１６は複数の符号化モードを有し、セルコントローラ１４により指定された符号化モードで動作する。復号部１７は、バッテリデータ伝送装置Ｂから受信したセルグループＣＧの情報を復号化して異常検知部１８およびバッテリコントローラ１９に出力する。

　異常検知部１８は、伝送路Ｔに発生する異常を検知する。異常検知の詳細は後述する。バッテリコントローラ１９は、上位コントローラ２０の指示に従ってバッテリ、すなわちセルグループＣＧの充放電を制御する。またバッテリコントローラ１９は、バッテリが正常な状態にあるか否かを上位コントローラ２０に伝達する。バッテリコントローラ１９は、所定の時間、たとえば２０ｍｓが経過するごとに、各セルコントローラ１４に対して、バッテリデータの送信を要求する要求コマンドを送信する。この要求コマンドには、符号化モードを指定する情報が含まれる。セルコントローラ１４はバッテリデータを取得し、指定されたモードの符号化を行い符号化データを得て、管理装置Ｍに送信する。モードはすべてのセルコントローラで同一でもよいし、セルコントローラごとに変更してもよい。なおバッテリデータとは、たとえば単電池セルの電圧、電流、温度、充電率、劣化状態などである。

（異常検知部）
　異常検知部１８は、データ受信間隔、再送要求回数、受信レベル、データエラーを用いて伝送路Ｔの異常を検知する。データエラーとしては、既存の誤り検出符号（例えば、ＣＲＣ等）や誤り訂正符号（たとえば、リードソロモン符号等のブロック符号、畳み込み符号、連接符号、等）を用いてよい。以下ではそれぞれを説明する。

　データ受信間隔を用いて異常を検出する場合には異常検知部１８は、伝送制御部１５－３がそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂからデータを受信する時間の間隔が閾値よりも長い場合に伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。バッテリコントローラ１９は、所定の時間間隔で要求コマンドをそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに送信するので、正常に通信が行われていれば、ごく短い時間の後に要求コマンドが得られる。そのため異常検知部１８は、要求コマンドを受信する時間の間隔が閾値よりも長いことを理由として、伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。

　この閾値は、あらかじめ定められた固定値でもよいし、取得したバッテリ情報に基づいて算出された値でもよい。一般的にセルに対しては正常な電圧および充電率（ＳｏＣ）の範囲が定められており、これらの情報を用いるようにしてもよい。たとえば異常検知部１８は、最新のＳｏＣおよびセルに流れる電流量を用いて閾値を定めてもよい。たとえば１秒前に取得したＳｏＣが４５％で、今回取得したＳｏＣが４４％の場合には、１秒で１％の割合で減少しているので、仮にＳｏＣの下限を３０％とした場合、到達するのは約１５秒後である。この場合に異常検知部１８は、データ受信間隔の閾値を１５秒もしくは１５秒に一定の係数を乗算した値（たとえば係数が０．１の場合には、１．５秒）に設定してもよい。また、電流量を用いる場合には、観測された電流量の積分値を算出しＳｏＣに変換することで、設定されたＳｏＣもしくは電圧の上下限に到達する時間を推定し、それに基づいて閾値を算出するようにしてもよい。また、複数の係数等により複数の閾値を設定し、各閾値に応じて符号化方法および送信データを変更するようにしてもよい。

　再送要求回数を用いて異常を検出する場合には異常検知部１８は、単位時間当たりの再送要求回数が所定の閾値よりも多い場合に、伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。この再送要求は、バッテリデータ伝送装置Ｂから管理装置Ｍへの要求でもよいし、管理装置Ｍからバッテリデータ伝送装置Ｂへの要求でもよい。さらにこの再送要求は、通信プロトコルのレベル、たとえばＯＳＩ参照モデルにおける第６層以下で生じたものでもよいし、アプリケーション層で生じたものでもよい。

　受信レベルを用いて異常を検出する場合には異常検知部１８は、管理装置Ｍとバッテリデータ伝送装置Ｂとの間の無線通信において、何らかの電波が観測されたときの電流レベルが所定の閾値よりも小さくなった場合に、伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。また、既存の誤り検出手法、たとえばＣＲＣエラーを用いて異常を検出する場合には異常検知部１８は、バッテリデータ伝送装置Ｂから受信したデータのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）を算出し、ＣＲＣエラーが発生した場合、または発生回数が所定の閾値を超える場合に伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。

（符号化モード）
　符号化モードは、通常モードと異常モードの２つのモードを含む。通常モードの動作、および異常モードの動作は特定の動作に限定されず、通常モードよりも異常モードの方がデータ長を短くすればよい。以下では典型的な各モードの動作を説明する。セルコントローラ１４が送信するセルの情報は電圧の情報に限定されないが、ここでは簡潔に記載するために電圧の送信のみを説明する。なお以下では、通常モードを「第１モード」と呼び、異常モードを「第２モード」と呼ぶこともある。

　通常モードでの動作を指定されたセルコントローラ１４の符号化部１６は、各セルの電圧の最新の値を列挙したものを符号化データとしてもよいし、過去の測定値との差分を符号化データとしてもよいし、セルグループＣＧ内の基準となるセルとの差分を符号化データとしてもよい。またセルコントローラ１４は、数値をそのまま符号化データとする代わりに、既知のエントロピーを利用した可変長符号化、たとえば、ハフマン符号化や、コンテクスト適応型符号化（CAVLC、CABAC等）を用いた符号化データとしてもよい。ハフマン符号化などのようにあらかじめ作成されたテーブルに基づく符号化を行う場合には、符号化部１６は、バッテリデータを同等以下のデータ長の符号化データに圧縮する圧縮処理を行うとも言える。

　異常モードでの動作を指定されたセルコントローラ１４は、セルグループＣＧに含まれる各セルの電圧のうち、最小電圧と最大電圧の値のみを送信してもよいし、最小電圧の値、最大電圧の値、最小電圧のセルの識別子、および最大電圧のセルの識別子を送信してもよい。また異常モードでの動作を指定されたセルコントローラ１４は、通常モードよりも荒い精度で全セルの電圧の値を送信してもよい。

（送信データ）
　図２は、通常モードおよび異常モードにおいてバッテリデータ伝送装置Ｂの伝送制御部１５が送信する送信データを示す模式図である。いずれのモードにおいても、送信データの先頭には通信用ヘッダＦＨが含まれる。通信用ヘッダＦＨは送信データの宛先を示す情報であり、たとえばＩＰアドレスやＣＡＮ－ＩＤである。通常モードでは通信用ヘッダＦＨに続いて、非圧縮データＦＮＣが格納される場合や、符号化ヘッダＦＣＨと正常時符号化データＦＣＤとが含まれる場合がある。非圧縮データＦＮＣは、バッテリに関する情報を圧縮することなく並べたものであり、たとえば各セルの電圧値を順番に記載したものである。

　符号化ヘッダＦＣＨは、圧縮方法やデータ長など正常時符号化データＦＣＤを解釈するために必要な情報である。正常時符号化データＦＣＤは、符号化ヘッダＦＣＨを用いてバッテリデータを符号化したものである。たとえば、符号化部１６および復号部１７にあらかじめ複数の符号化テーブルが格納されている場合を想定する。この場合に、符号化ヘッダＦＣＨには使用する符号化テーブルの識別子が格納され、通常時符号化データＦＣＤはその符号化テーブルで符号化したバッテリデータであってもよい。

　異常モードにおける送信データには、通信用ヘッダＦＨに続いて異常時符号化ヘッダＦＩＣと異常時符号化データＦＩＤとが含まれる。異常時符号化ヘッダＦＩＣは、データの種類やデータ長など異常時符号化データＦＩＤを解釈するために必要な情報である。異常時符号化データＦＩＤは、異常時符号化ヘッダＦＩＣを用いてバッテリデータを符号化したものである。データの種類とはたとえば、セルグループＣＧに含まれる全セルの電圧、セルグループＣＧにおける最大電圧と最小電圧のいずれであるかを示す情報である。図２において、送信データから通信用ヘッダＦＨを除いたものが符号化データである。

　本実施の形態において、通常モードにおける符号化と、異常モードにおける符号化の組合せは自由に選択でき、膨大な組み合わせが考えられる。本実施の形態における２つのモードにおける符号化の制約は、異常モードにおける符号化データは、通常モードにおける符号化データよりもデータ長が短いことである。ただしここで言うデータの長短は、ＯＳＩ参照モデルのアプリケーション層におけるデータのサイズであり、ＯＳＩ参照モデルにおける第２層や第３層の各パケット（データグラムやフレームとも呼ばれる）のサイズではない。本実施の形態では、伝送路Ｔに異常が検出された際には情報量を減少させてもセルの情報が到達しやすいようにデータを減らすことを意図している。

（フローチャート）
　図３は、管理装置Ｍの動作を示すフローチャートである。管理装置Ｍは、図３に示す処理を所定の時間、たとえば２０ｍｓが経過するごとに実行する。なお図３では管理装置Ｍと１台のバッテリデータ伝送装置Ｂとの間のデータの送受信を説明する。管理装置Ｍは、伝送システムＳ１に含まれるバッテリデータ伝送装置Ｂの数だけ図３に示す処理を実行する。

　ステップＳ３１１ではバッテリコントローラ１９は、特定のバッテリデータ伝送装置Ｂに対する要求コマンドを生成し、伝送制御部１５－３を用いて送信する。前述のように、要求コマンドには符号化モードを指定する情報が含まれる。バッテリコントローラ１９は、異常検知部１８による直前の検知結果に従って、通常モードまたは異常モードのいずれかを示す符号化モードの指定を要求コマンドに含める。具体的には、送信対象のバッテリデータ伝送装置Ｂの直前の検知結果が正常であった場合には通常モードを示す情報を含め、送信対象のバッテリデータ伝送装置Ｂの直前の検知結果が異常であった場合には異常モードを示す情報を含める。

　続くステップＳ３１２ではバッテリコントローラ１９は、バッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信する。続くステップＳ３１３ではバッテリコントローラ１９は、復号部１７を用いて符号化データを復号化する。続くステップＳ３１４ではバッテリコントローラ１９は、電池状態を推定する。続くステップＳ３１５ではバッテリコントローラ１９は、ステップＳ３１４において推定した電池状態、および上位コントローラ２０からの指令の少なくとも一方に基づきセルコントローラ１４に制御コマンドを送信し、図３に示す処理を終了する。

　前述のように、ステップＳ３１１においてバッテリコントローラ１９は、直前に異常検知部１８が伝送路Ｔの異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して、符号化モードを異常モードとする指令を含む要求コマンドを送信する。符号化モードを異常モードとする指令は、符号化データのデータ長を短くする指令であるとも言える。そのためバッテリコントローラ１９は、符号化データのデータ長を短くする指令を出力する「指令部」としての役割を有するともいえる。

　なお図３には記載していないが、管理装置Ｍは異常検知部１８が異常を検知した場合や、異常モードと判断したバッテリデータ伝送装置Ｂからセンサデータが得られない場合には、上位コントローラ２０に伝送システムＳ１のバッテリに異常が発生したことを通知してもよい。

　図４は、バッテリデータ伝送装置Ｂの動作を示すフローチャートである。バッテリデータ伝送装置Ｂは起動すると図４に示す動作を行い、図４に示す動作が完了すると改めて図４に示す動作を行う。すなわちバッテリデータ伝送装置Ｂは、図４に示す動作を繰り返し実行する。

　ステップＳ３２１ではバッテリデータ伝送装置Ｂは、バッテリデータ伝送装置Ｂから要求コマンドの受信待ちを行い、受信するとステップＳ３２２に進む。前述のように、受信する要求コマンドには、符号化モードを指定する情報、具体的には通常モードと異常モードのいずれかを指定する情報が含まれる。なお本ステップにおいて受信する要求コマンドは、図３のステップＳ３１１において送信される。

　ステップＳ３２２ではセルコントローラ１４は、バッテリデータ観測、すなわちバッテリ情報を取得する。続くステップＳ３２３ではセルコントローラ１４は、符号化部１６に符号化モードを指定してバッテリデータを符号化させる。本ステップにおいてセルコントローラ１４が指定する符号化モードは、ステップＳ３２１において受信した要求コマンドにおいて指定されたものである。

　続くステップＳ３２４では伝送制御部１５は、符号化部１６が符号化したバッテリデータである符号化データを管理装置Ｍに送信する。なおこの符号化データは、図３のステップＳ３１２において受信される。続くステップＳ３２５ではバッテリデータ伝送装置Ｂは、管理装置Ｍから制御コマンドを受信する。本ステップにおいて受信する要求コマンドは、図３のステップＳ３１５において送信される。続くステップＳ３２５ではセルコントローラ１４は、ステップＳ３２５において受信した制御コマンドにしたがって、セル制御を実行して図４に示す処理を終了する。

　図５は、異常検知部１８による異常検知処理を示すフローチャートである。異常検知部１８は、管理装置Ｍがバッテリデータ伝送装置Ｂに要求コマンドを送信すると図５に示す動作を開始する。たとえば管理装置Ｍが１０個のバッテリデータ伝送装置Ｂのそれぞれに要求コマンドを送信すると、その管理装置Ｍは送信したそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに対応する図５の動作を開始する。換言すると、図５に示すフローチャートの処理は、いずれかの特定のバッテリデータ伝送装置Ｂを対象として実行される。本フローチャートの説明では、実行の対象となるバッテリデータ伝送装置Ｂを「対応するバッテリデータ伝送装置Ｂ」と呼ぶ。

　ステップＳ３３１では異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信したか否かを判断する。異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信したと判断する場合はステップＳ３３２に進み、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信していないと判断する場合はステップＳ３３５に進む。ステップＳ３３２では異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂとの通信の受信レベルが正常であるか否かを判断する。本ステップにおいて評価対象となる通信は、符号化データを受信する際の通信でもよいし、無線通信の初期化などにおける通信でもよい。異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂとの通信の受信レベルが正常であると判断する場合はステップＳ３３３に進み、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂとの通信の受信レベルが正常ではないと判断する場合はステップＳ３３６に進む。

　ステップＳ３３３では異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから受信したデータが正常であるか否かを判断する。異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから受信したデータに対して既知の誤り検出手法（たとえばＣＲＣ）を適用し、データが正常であると判断する場合はステップＳ３３４に進み、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂから受信したデータが正常ではないと判断する場合はステップＳ３３６に進む。

　ステップＳ３３４では異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂに対して次に指定する符号化モードを通常モードに決定して図５に示す処理を終了する。ステップＳ３３５では異常検知部１８は、要求コマンド送信後の経過時間が所定の閾値ｔｈよりも短いか否かを判断する。異常検知部１８は、要求コマンド送信後の経過時間が所定の閾値ｔｈよりも短いと判断する場合はステップＳ３３１に戻り、要求コマンド送信後の経過時間が所定の閾値ｔｈ以上であると判断する場合はステップＳ３３６に進む。ステップＳ３３６では異常検知部１８は、対応するバッテリデータ伝送装置Ｂに対して次に指定する符号化モードを異常モードに決定して図５に示す処理を終了する。

　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）管理装置Ｍは、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを、伝送路Ｔを介して送信するバッテリデータ伝送装置Ｂと通信する伝送制御部１５－ｚと、伝送路Ｔの異常を検知する異常検知部１８と、異常検知部１８が伝送路Ｔの異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して、符号化データのデータ長を短くする指令を出力する指令部としても機能するバッテリコントローラ１９と、を備える。そのため、バッテリの情報を伝送するためのデータ符号化において、通常時と異常時で符号化方法を変更し、伝送エラーが発生する状況でも情報の伝達を維持できる。具体的には、異常モードではデータ長が短くなるため、データ長が長い場合に比べて再送が容易となり情報が伝達されやすくなる。

（２）伝送路Ｔは、無線通信のための空間である。

（３）異常検知部１８は、バッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信する時間間隔、バッテリデータ伝送装置Ｂからの再送要求回数、バッテリデータ伝送装置Ｂから受信する通信信号のレベル、および符号化データにおけるデータエラー、を用いて異常を検知する。そのため、伝送路Ｔの異常発生に起因する様々な状態を利用して伝送路Ｔの異常を検知できる。

（４）伝送制御部１５－ｚは、複数のバッテリデータ伝送装置Ｂと通信する。異常検知部１８は、複数のバッテリデータ伝送装置Ｂについて伝送路の異常を個別に検知する。指令部としても動作するバッテリコントローラ１９は、異常検知部１８が異常を検知した伝送路に係るバッテリデータ伝送装置Ｂに対して、符号化データのデータ長を短くする指令を出力する。そのため、伝送路Ｔの異常が検出されていないバッテリデータ伝送装置Ｂには通常モードでの符号化を実行させ、豊富な情報を取得できる。

（５）伝送システムＳ１は、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路Ｔを介して送信するバッテリデータ伝送装置Ｂと、符号化データを受信する管理装置Ｍとを含む。伝送システムＳ１には、伝送路の異常を検知する異常検知部１８が含まれる。バッテリデータ伝送装置Ｂは、バッテリデータを用いて符号化データを生成する符号化部１６と、伝送路Ｔを介して符号化データを管理装置に送信する伝送制御部１５－１～１５－ｎと、を備える。符号化部１６は、動作モードとして少なくとも通常モードおよび異常モードを有する。異常モードにおける符号化データは、通常モードにおける符号化データよりもデータ長が短い。異常検知部１８は、伝送路Ｔに異常を検知すると、符号化部１６に異常モードを適用させる。

（変形例１）
　上述した第１の実施の形態では異常検知部１８は、データ受信間隔、再送要求回数、受信レベル、およびデータエラー、の４つの全てを用いて伝送路Ｔの異常を検知した。しかし異常検知部１８は、データ受信間隔、再送要求回数、受信レベル、およびデータエラーのうち少なくとも一つを用いて伝送路Ｔの異常を検知すればよい。

（変形例２）
　上述した第１の実施の形態では、セルコントローラ１４が符号化部１６に対して符号化モードを指定した。しかしセルコントローラ１４は、符号化部１６に対して符号化モードを指定する機能を有さなくてもよい。この場合にはバッテリデータ伝送装置Ｂは、管理装置Ｍから受信する要求コマンドの少なくとも一部を解釈して、符号化部１６に対して符号化モードを指定する符号化モード切替部を有する。

　図６は、本変形例におけるバッテリデータ伝送装置Ｂの機能構成図である。本変形例におけるバッテリデータ伝送装置Ｂは、セルコントローラ１４、伝送制御部１５、および符号化部１６に加えて、符号化モード切替部１Ａを備える。本変形例では、伝送制御部１５は受信した要求コマンドをセルコントローラ１４および復号部１７に送信する。セルコントローラ１４の動作は、符号化モードを符号化部１６に送信しない点以外は第１の実施の形態と同様である。復号部１７は、受信した要求コマンドに基づき符号化部１６に対して符号化モードを指定する。

（変形例３）
　セルコントローラ１４は、管理装置Ｍにより符号化モードに異常モードが指定された場合には、正常時よりも符号化部１６に送信するデータの種類を減少させてもよい。たとえばセルコントローラ１４は、通常モードでは各セルの電圧と温度の情報を符号化部１６に送信し、異常モードでは各セルの電圧のみを符号化部１６に送信してもよい。本変形例によれば、符号化部１６における符号化モードを通常モードと異常モードで変更させなくても、セルコントローラ１４が符号化部１６に送信するデータの種類を減らすことで、異常モードにおける符号化データを受信しやすくすることができる。

（変形例４）
　上述した第１の実施の形態では、異常検知部１８は図５に示した異常検知処理を１回実行するごとにそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂの符号化モードを判断した。しかし異常検知部１８は、異常モードから通常モードへの切り替えには追加の条件を加えてもよい。たとえば異常検知部１８は、異常モードと判断した場合には、それ以後に所定回数、たとえば３回連続して通常モードと判断した場合にはじめて、バッテリデータ伝送装置Ｂへ送信する要求コマンドに含める符号化モードの指定を通常モードとする。換言すると、図５のステップＳ３３４では、直近の過去３回以上連続で通常モードが選択されている場合のみ、要求コマンドに含める符号化モードの指定を通常モードとし、その他の場合は要求コマンドに含める符号化モードの指定を異常モードとする。

　なお異常検知部１８は、所定回数連続することの代わりに、所定時間継続することを条件としてもよい。この場合には図５のステップＳ３３４では、直近の所定時間、たとえば１時間において継続して通常モードが選択されている場合のみ、要求コマンドに含める符号化モードの指定を通常モードとし、その他の場合は要求コマンドに含める符号化モードの指定を異常モードとする。

（変形例５）
　上述した第１の実施の形態では、バッテリコントローラ１９が要求コマンドをバッテリデータ伝送装置Ｂに送信した。しかし、異常検知部１８が要求コマンドをバッテリデータ伝送装置Ｂに送信してもよい。この場合には、異常検知部１８が符号化データのデータ長を短くする指令を出力する「指令部」としての役割を有するともいえる。本変形例では、異常検知部１８が所定の時間が経過するごとにそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに対して要求コマンドを送信してもよいし、第１の実施の形態と同様に要求コマンドを送信するタイミングはバッテリコントローラ１９が管理し、バッテリコントローラ１９による送信指令に基づいて異常検知部１８が要求コマンドを生成してもよい。

（変形例６）
　異常検知部１８は、要求コマンド送信後の経過時間を評価する代わりに、符号化データを受信する受信間隔を評価してもよい。この場合には、図５のステップＳ３３５において、直前に符号化データを受信してからの経過時間が所定の閾値未満であるか否かを判断すればよい。

（変形例７）
　上述した第１の実施の形態では、バッテリコントローラ１９はそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに対して個別に符号化モードを判断した。しかしバッテリコントローラ１９は、接続されるバッテリデータ伝送装置Ｂの符号化モードを一括して変更してもよい。この場合にはバッテリデータ伝送装置Ｂは、接続されるすべてのバッテリデータ伝送装置Ｂに異常がない場合のみ通常モードを指定し、１つのバッテリデータ伝送装置Ｂにでも異常が検出されると全てのバッテリデータ伝送装置Ｂに対して異常モードを指定する。

（変形例８）
　伝送路Ｔは信号線でもよいし、信号線と空間が混在してもよい。この場合には伝送制御部１５は、無線通信と有線通信の両方に対応することになる。

（変形例９）
　通常モードにおける符号化データに各セルの電圧の情報が含まれる場合には、異常検知部１８は、復号部１７が復号したバッテリデータを用いてバッテリのセルの異常を検出してもよい。たとえば異常検知部１８は、各セルの電圧が所定の範囲に含まれるか否かによりセルの正常性を判断できる。この場合にはバッテリコントローラ１９は、異常検知部１８が伝送路Ｔに異常を検知した場合だけでなく、バッテリの異常を検出した場合にもそのバッテリデータ伝送装置Ｂに対して符号化モードとして異常モードを指定する信号を含む要求コマンドを送信する。

　本変形例によれば次の作用効果が得られる。
（６）管理装置Ｍは、符号化データを復号化してバッテリデータを得る復号部１７を備える。異常検知部１８は、復号部１７が復号したバッテリデータを用いてバッテリの異常を検出する。指令部としても動作するバッテリコントローラ１９は、異常検知部１８が伝送路Ｔまたはバッテリの異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して、符号化データのデータ長を短くする指令を出力する。そのため、バッテリに異常がある場合にも情報の豊富さよりも情報伝達性の確実性が優先することができる。

―第２の実施の形態―
　図７～図８を参照して、伝送システムの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、異常検知部がバッテリデータ伝送装置に備えられる点で、第１の実施の形態と異なる。

　図７は、第２の実施の形態における伝送システムＳ２の全体構成図である。本実施の形態では管理装置Ｍは異常検知部１８を備えず、バッテリデータ伝送装置Ｂが異常検知部１８を備える。

　本実施の形態では、管理装置Ｍが送信する要求コマンドには、符号化モードを指定する情報が含まれない。セルコントローラ１４は、要求コマンドに含まれる情報ではなく、自身が属するバッテリデータ伝送装置Ｂに含まれる異常検知部１８の検知結果に基づき符号化モードを判断する。具体的には、セルコントローラ１４－１は、異常検知部１８－１が判断する符号化モードに従って動作する。セルコントローラ１４－ｎは、異常検知部１８－ｎが判断する符号化モードに従って動作する。

　図８は、第２の実施の形態における異常検知部１８の処理を示すフローチャートである。第１の実施の形態における異常検知部１８の動作と比較して、ステップＳ３３１がステップＳ３３１Ａに変更され、ステップＳ３３７が追加されている点が異なる。

　ステップＳ３３１Ａでは異常検知部１８は、バッテリデータ伝送装置Ｂが管理装置Ｍから最後に要求コマンドを受信してからの経過時間が所定の閾値ｔｈ２よりも短いか否かを判断する。この閾値はたとえば、管理装置Ｍがそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに対して要求コマンドを送信する規定の時間間隔である。異常検知部１８は、経過時間が閾値ｔｈ２よりも短いと判断する場合はステップＳ３３２Ａに進み、経過時間が閾値ｔｈ２以上であると判断する場合はステップＳ３３６に進む。

　ステップＳ３３２およびステップＳ３３３の動作は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。異常検知部１８は、ステップＳ３３３において肯定判断をするとステップＳ３３７に進む。ステップＳ３３７では異常検知部１８は、セルコントローラ１４が取得したセルグループＣＧに関する様々な情報を用いて、各セルが正常であるか否かを判断する。異常検知部１８は、全てのセルが正常であると判断する場合はステップＳ３３４に進み、少なくとも１つのセルが正常ではないと判断する場合はステップＳ３３６に進む。異常検知部１８によるセルの正常性の判断は、公知の様々な手法を用いることができる。たとえば異常検知部１８は、各セルの電圧が所定の範囲に含まれるか否かによりセルの正常性を判断してもよいし、各セルの電圧の時間変化と電流の時間変化の相関が所定の関係式を満たすか否かによりセルの正常性を判断してもよい。

　上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（７）バッテリデータ伝送装置Ｂは、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを生成する符号化部１６と、伝送路Ｔを介して管理装置Ｍに符号化データを送信する伝送制御部１５－１～１５－ｎと、伝送路Ｔの異常を検知する異常検知部１８と、を備える。符号化部１６は、動作モードとして少なくとも通常モードおよび異常モードを含む。異常モードにおける符号化データは、通常モードにおける符号化データよりもデータ長が短い。異常検知部１８は、伝送路Ｔに異常を検知すると、符号化部１６に異常モードを適用させる。

（８）符号化部１６は、バッテリデータを同等以下のデータ長の符号化データに圧縮する圧縮処理を行う。

（第２の実施の形態の変形例）
　管理装置Ｍはそれぞれのバッテリデータ伝送装置Ｂに送信する要求コマンドに、次の要求コマンドを送信するまでの時間間隔である要求間隔の情報を含めてもよい。この場合に異常検知部１８は、ステップＳ３３１Ａにおける閾値を要求コマンドに含まれる要求間隔としてもよいし、要求間隔に所定のマージンを加えて時間としてもよい。

―第３の実施の形態―
　図９を参照して、伝送システムの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、符号化および復号化に用いられるテーブルが更新される点で、第１の実施の形態と異なる。

　図９は、第３の実施の形態における伝送システムＳ３の全体構成図である。本実施の形態における管理装置Ｍは、第１の実施の形態の構成に加えて、更新部２１および記憶部２２を備える。記憶部２２には、復号部１７が復号化したバッテリデータが格納される。本実施の形態では、復号部１７は復号化して得られたバッテリデータをバッテリコントローラ１９だけでなく記憶部２２に出力してもよいし、バッテリコントローラ１９が復号部１７から取得したバッテリデータを記憶部２２に格納してもよい。また本実施の形態では、符号化部１６および復号部１７は、同一の符号化テーブルを用いて符号化および復号化を行う。

　更新部２１は、伝送システムＳ３を搭載する車両が停止している際に、記憶部２２に格納されている過去のバッテリデータを用いて、より効率がよい符号化テーブルを作成する。たとえば、出現頻度が高いデータほど少ないバイト数で表現できるように、符号化テーブルを更新する。更新部２１は、作成した符号化テーブルを復号部１７に格納する。更新部２１はさらに伝送制御部１５－ｚに用いて、作成した符号化テーブルをバッテリデータ伝送装置Ｂに送信させる。これを受信したバッテリデータ伝送装置Ｂは、符号化部１６に格納されている符号化テーブルを受信した符号化テーブルに更新する。

　上述した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（９）管理装置Ｍは、符号化テーブルを用いて符号化データを復号化してバッテリデータを得る復号部１７と、バッテリデータを蓄積する記憶部２２と、記憶部２２に蓄積されたバッテリデータを用いて符号化テーブルを更新する更新部２１と、を備える。伝送制御部１５－ｚは、更新部２１が更新した符号化テーブルをバッテリデータ伝送装置Ｂに送付する。そのため、実データを用いて符号化の効率を向上できる。

―第４の実施の形態―
　図１０を参照して、伝送システムの第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、異常検知部が管理装置とバッテリデータ伝送装置の両方に備えられる点で、第１の実施の形態と異なる。

　図１０は、第４の実施の形態における伝送システムＳ４の全体構成図である。伝送システムＳ４は、第１の実施の形態における管理装置Ｍと、第２の実施の形態におけるバッテリデータ伝送装置Ｂとが組み合わされている。本実施の形態における伝送システムＳ４は、第１の実施の形態の伝送システムＳ１と同様の動作をしてもよいし、第２の実施の形態における伝送システムＳ２と同様の動作をしてもよい。

　上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

　上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１４　セルコントローラ
１５　伝送制御部
１６　符号化部
１７　復号部
１８　異常検知部
１９　バッテリコントローラ
Ｂ　バッテリデータ伝送装置
Ｍ　管理装置
Ｓ１～Ｓ４　伝送システム
Ｔ　伝送路

Claims

　バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを、伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部と、
　前記伝送路の異常を検知する異常検知部と、
　前記異常検知部が前記伝送路の異常を検知すると、前記バッテリデータ伝送装置に対して、前記符号化データのデータ長を短くする指令を出力する指令部と、を備える管理装置。
　請求項１に記載の管理装置であって、
　前記伝送路は、無線通信のための空間である管理装置。
　請求項１に記載の管理装置であって、
　前記異常検知部は、前記バッテリデータ伝送装置から前記符号化データを受信する時間間隔、前記バッテリデータ伝送装置からの再送要求回数、前記バッテリデータ伝送装置から受信する通信信号のレベル、前記符号化データにおけるデータエラー、のうち少なくとも一つを用いて異常を検知する管理装置。
　請求項１に記載の管理装置であって、
　前記符号化データを復号化して前記バッテリデータを得る復号部をさらに備え、
　前記異常検知部はさらに、前記復号部が復号した前記バッテリデータを用いて前記バッテリの異常を検出し、
　前記指令部は、前記異常検知部が前記伝送路または前記バッテリの異常を検知すると、前記バッテリデータ伝送装置に対して、前記符号化データのデータ長を短くする指令を出力する管理装置。
　請求項１に記載の管理装置であって、
　前記伝送制御部は、複数の前記バッテリデータ伝送装置と通信し、
　前記異常検知部は、前記複数のバッテリデータ伝送装置について前記伝送路の異常を個別に検知し、
　前記指令部は、前記異常検知部が異常を検知した前記伝送路に係る前記バッテリデータ伝送装置に対して、前記符号化データのデータ長を短くする指令を出力する管理装置。
　請求項１に記載の管理装置であって、
　符号化テーブルを用いて前記符号化データを復号化して前記バッテリデータを得る復号部と、
　前記バッテリデータを蓄積する記憶部と、
　前記記憶部に蓄積された前記バッテリデータを用いて前記符号化テーブルを更新する更新部と、をさらに備え、
　前記伝送制御部は、前記更新部が更新した前記符号化テーブルを前記バッテリデータ伝送装置に送付する管理装置。
　バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを生成する符号化部と、
　伝送路を介して管理装置に前記符号化データを送信する伝送制御部と、
　前記伝送路の異常を検知する異常検知部と、を備え、
　前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、
　前記第２モードにおける前記符号化データは、前記第１モードにおける前記符号化データよりもデータ長が短く、
　前記異常検知部は、前記伝送路に異常を検知すると、前記符号化部に前記第２モードを適用させる、バッテリデータ伝送装置。
　請求項７に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
　前記符号化部は、前記バッテリデータを同等以下のデータ長の符号化データに圧縮する圧縮処理を行うバッテリデータ伝送装置。
　請求項７に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
　前記伝送路は、無線通信のための空間であるバッテリデータ伝送装置。
　請求項７に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
　前記管理装置から前記符号化データを要求する要求コマンドを受信すると前記バッテリデータを前記符号化部に出力するセルコントローラをさらに備え、
　前記異常検知部は、前記管理装置から前記要求コマンドを最後に受信してからの経過時間、前記管理装置からの再送要求回数、前記管理装置から受信する通信信号のレベル、前記要求コマンドにおけるデータエラー、のうち少なくとも一つを用いて異常を検知するバッテリデータ伝送装置。
　請求項７に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
　前記バッテリから情報を取得するセルコントローラをさらに備え、
　前記異常検知部はさらに、前記セルコントローラが取得する前記情報を用いて前記バッテリの異常を検出し、
　前記異常検知部は、前記異常検知部が前記伝送路または前記バッテリの異常を検知すると、前記符号化部に前記第２モードを適用させるバッテリデータ伝送装置。
　バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と、前記符号化データを受信する管理装置と、を含む伝送システムであって、
　前記伝送路の異常を検知する異常検知部を含み、
　前記バッテリデータ伝送装置は、
　前記バッテリデータを用いて前記符号化データを生成する符号化部と、
　前記伝送路を介して前記符号化データを前記管理装置に送信する伝送制御部と、を備え、
　前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、
　前記第２モードにおける前記符号化データは、前記第１モードにおける前記符号化データよりもデータ長が短く、
　前記異常検知部は、前記伝送路に異常を検知すると、前記符号化部に前記第２モードを適用させる、伝送システム。