CN110579986A - 用于无线地发送和接收安全信息的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无线地发送和接收安全信息的系统和方法。公开了一种用于发送和接收安全信息的系统，其通过使用一个微控制器生成关于控制目标的第一安全信息和表示在控制目标中是否发生错误的第二安全信息。该系统包括：第一从控制器，其通过使用从控制目标获得的感测数据生成第一安全信息和第二安全信息，以及主控制器，其经由无线信道从第一从控制器接收第一安全信息和第二安全信息。当在第一从控制器中发生错误时，第一从控制器将第二安全信息发送到第二从控制器，并且第二从控制器将从第一从控制器接收的第二安全信息发送到主控制器。

Description

用于无线地发送和接收安全信息的系统和方法

技术领域

本公开涉及一种用于发送和接收安全信息的系统和方法。

背景技术

需要安全性的系统使用这样的控制设备：该控制设备配置有从控制器和主控制器以安全地对控制目标进行控制。从控制器通过感测或监视控制目标而从控制目标获得安全信息，并将所获得的安全信息发送到主控制器。主控制器基于接收自从控制器的安全信息来检查控制目标的状态或生成适合于控制目标的控制命令。

在控制设备中，当在从控制器中发生错误时，主控制器可能无法正常地获得关于控制目标的安全信息，或者存在主控制器获得异常安全信息的可能，导致无法准确地对控制目标进行控制的问题。

为了解决上述问题，已经提出了一种方法，其中从控制器被设计为包括两个或更多个微处理器。在这种情况下，当在从控制器的所述两个或更多个微处理器当中的一个中发生错误时，从控制器可以通过使用另一个微控制器将安全信息发送到主控制器，并且因此，主控制器可以准确地对控制目标进行控制。

但是，由于所述两个或更多微控制器被装配在从控制器中，所以从控制器的内部设计复杂性增加，而且，微控制器的数量增加，导致控制设备的控制成本增加。

发明内容

因此，本公开旨在提供一种用于发送和接收安全信息的系统和方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或更多个问题。

本公开的一方面旨在提供一种用于发送和接收安全信息的系统和方法，其通过使用一个微控制器生成关于控制目标的第一安全信息和表示在控制目标中是否发生错误的第二安全信息。

本公开的另一方面旨在提供一种用于发送和接收安全信息的系统和方法，其无线地发送和接收安全信息。

本公开的另一方面旨在提供一种用于发送和接收安全信息的系统和方法，当在第一从控制器中发生错误时，所述系统和方法通过使用第二从控制器而发送和接收关于第一从控制器的安全信息。

本公开的其他优点和特征将部分地在下面的说明中得到阐述，并且对于本领域普通技术人员而言将部分地在研究以下内容后将变得显而易见，或者可以从对本公开的实践中获知。本公开的目的和其他优点可以通过在书面描述及其权利要求以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些和其它优点，并且根据本公开的目的，如本文所具现的和进行宽泛描述的那样，提供了一种用于无线地发送和接收安全信息的系统，该系统包括：第一从控制器，该第一从控制器通过使用从控制目标获得的感测数据而生成第一安全信息和第二安全信息；以及主控制器，该主控制器经由无线信道而从第一从控制器接收第一安全信息和第二安全信息，其中，当在第一从控制器中发生错误时，第一从控制器将第二安全信息发送到第二从控制器，并且第二从控制器将从第一从控制器接收的第二安全信息发送到主控制器。

在本公开的另一方面，提供了一种无线地发送和接收安全信息的方法，该方法包括以下步骤：通过第一从控制器从控制目标获得第一感测数据和第二感测数据；通过第一从控制器，经由将第一感测数据转换为数字数据而生成第一安全信息，并经由将第二感测数据与预定参考范围进行比较而生成第二安全信息；以及，当第一从控制器正常工作时，通过第一从控制器经由无线信道向主控制器发送第一安全信息和第二安全信息，并且，当在第一从控制器中发生错误时，通过第一从控制器经由第二从控制器向主控制器发送第二安全信息。

应当理解，本公开的前述一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。

附图说明

附图被包括于此是为了提供对本公开的进一步理解，并且被并入并构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是示出根据本公开的实施方式的用于有线地发送和接收安全信息的系统的示意性配置的框图；

图2是示意性示出根据本公开的实施方式的从控制器的配置的框图；

图3是示出生成故障信息的示例的示图；

图4是示出生成故障信息的另一示例的示图；

图5是示出将图1所示的用于有线地发送和接收安全信息的系统应用于电池管理系统的示例的示图；

图6是示出将图2所示的从控制器应用于电池管理系统的示例的示图；

图7是示出根据本公开的实施方式的用于无线地发送和接收安全信息的系统的配置的框图；

图8是示意性示出图6所示的主控制器的配置的框图；

图9是示意性示出图6所示的从控制器的配置的框图；

图10是示出将图7所示的用于无线地发送和接收安全信息的系统应用于电池管理系统的示例的示图；

图11是示出将图9所示的从控制器应用于电池管理系统的示例的示图；

图12是示出将图7所示的用于无线地发送和接收安全信息的系统应用于电动车辆的示例的示图；

图13是示出当将图7所示的用于无线地发送和接收安全信息的系统应用于电动车辆时的电池管理系统的配置的框图；以及

图14是示出根据本公开的实施方式的无线地发送和接收安全信息的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方式。

首先，在描述根据本公开的用于无线地发送和接收安全信息的系统之前，将简要描述用于有线地发送和接收安全信息的系统。图1是示出根据本公开的实施方式的用于有线地发送和接收安全信息的系统100的示意性配置的框图。

如图1所示，用于有线地发送和接收安全信息的系统100可以包括主控制器(MC)110和从控制器(SC)120。在一种实施方式中，从控制器120可以被设置为N(其中N是等于或大于2的自然数)个，并且例如，可以设置第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。

主控制器110可以经由第一通信信道130连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。在一个实施方式中，第一通信信道130可以是基于控制器局域网(CAN)方式、通用异步接收器/发送器(UART)方式或串行外围接口(SPI)方式的通信信道。主控制器110可以经由第一通信信道130并联连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。

当第一通信信道130基于CAN方式时，主控制器110可以基于CAN通信通过总线与第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N通信。

主控制器110可以经由第一通信信道130从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收关于第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个的第一安全信息。在一个实施方式中，第一安全信息可以包括与控制目标(CT)140的安全性相关并且由第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N从控制目标140获得的信息。例如，第一安全信息可以包括控制目标140的电压、电流、温度、压力、体积、长度和时间。

主控制器110可以通过与第一通信信道130物理分离的第二通信信道150连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。在一个实施方式中，主控制器110可以以菊花链的方式串联连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。也就是说，主控制器110可以如图1所示以环形结构连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。

主控制器110可以通过第二通信信道150经由第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收故障信息。故障信息可以指表示在控制目标140中是否发生错误的信息。根据本公开，即使当由于在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个中发生错误而导致无法从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收第一安全信息时，主控制器110也可以通过使用经由第二通信信道150接收的故障信息来检查在控制目标140中是否发生错误。

在一个实施方式中，当经由第二通信信道150接收到第一故障信息时，主控制器110可以确定控制目标140正常工作，并且当接收到第二故障信息时，主控制器110可以确定控制目标140不正常工作。

因此，当没有经由第一通信信道130接收到第一安全信息并且经由第二通信信道150接收到第一故障信息时，主控制器110可以确定控制目标140正常工作，但是在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个中发生错误。

此外，当经由第一通信信道130接收到第一安全信息但是经由第二通信信道150接收到第二故障信息时，主控制器110可以确定在控制目标140中发生错误。在这种情况下，主控制器110可以基于第一安全信息而额外地确定在分别连接到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N的多个控制目标140当中发生错误的任意控制目标140。

此外，当没有经由第一通信信道130接收到第一安全信息并且经由第二通信信道150接收到第二故障信息时，主控制器110可以确定在控制目标140和第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个中发生错误。

第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N可以经由第一通信信道130将第一安全信息传送到主控制器110，并且可以经由第二通信信道150将故障信息传送到主控制器110。

在下文中，将参照图2更详细地描述根据本公开的实施方式的从控制器。

图2是示意性示出根据本公开的实施方式的从控制器的配置的框图。图1所示的所有第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N可以具有与图2所示的配置相同的配置。因此，在下文中，为了便于描述，将基于第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N中的第一从控制器SC#1来描述从控制器的配置。

参照图2，第一从控制器SC#1可以包括微控制器(或微处理器)2110和感测单元2120。在图2中，第一从控制器SC#1被示出为仅包括微控制器2110和感测单元2120，但是这仅仅是为了清楚地描述对应于本公开的特征的第一从控制器SC#1的功能。第一从控制器SC#1还可以包括用于控制控制目标CT1的其他一般元件。

此外，在图2中，第一从控制器SC#1被描述为包括感测单元2120，但是在修改的实施方式中，感测单元2120可以被配置为独立于第一从控制器SC#1。在下文中，为了便于描述，将参考第一从控制器SC#1包括感测单元2120的示例来描述第一从控制器SC#1的配置。

微控制器2110可以从感测单元2120接收第一感测数据和第二感测数据。微控制器2110可以基于第一感测数据生成第一安全信息，并且可以经由第一通信信道130将所生成的第一安全信息发送到主控制器110。

此外，微控制器2110可以基于第二感测数据生成第二安全信息，并且可以将所生成的第二安全信息与经由第二通信信道150从主控制器110接收的参考信号进行比较，以生成故障信息。微控制器2110可以将故障信息发送到第二从控制器SC#2。

为此，如图2所示，微控制器2110可以包括处理单元2111、通信模块2112、模数转换器(ADC)2113、比较器2115和故障信息生成器2116。

ADC 2113可以将从感测单元2120接收到的第一感测数据转换为数字数据，并且可以将数字数据输出到处理单元2111。处理单元2111可将由ADC 2113转换为数字数据的第一感测数据转换为适合于第一通信信道130的通信分组，以生成第一安全信息。处理单元2111可以将第一安全信息发送到通信模块2112。

处理单元2111可以经由通信模块2112接收从主控制器110接收到的控制信息，并且可以基于所接收的控制信息来控制第一控制目标CT1。例如，当第一控制目标CT1是电池并且从通信模块2112接收到关于电池平衡的控制信息时，处理单元2111可以基于关于电池平衡的控制信息来控制相应电池的充电或放电，从而保持电池之间的平衡。

通信模块2112可以经由第一通信信道130将从处理单元2111输入的第一安全信息发送到主控制器110。

在上述实施方式中，已经描述了处理单元2111转换第一感测数据的格式以生成第一安全信息，但是在修改的实施方式中，当处理单元2111将被转换为数字数据的第一感测数据发送到通信模块2112时，通信模块2112可将被转换为数字数据的第一感测数据转换为适合于第一通信信道130的通信分组，以生成第一安全信息。

比较器2115可以从感测单元2120接收第二感测数据，将第二感测数据与预定参考范围进行比较，并将比较结果发送到故障信息生成器2116。

故障信息生成器2116可以基于比较器2115的比较结果生成第二安全信息。具体而言，当比较器2115确定第二感测数据在参考范围内时，故障信息生成器2116可以生成具有第一电平的第二安全信息，并且当比较器2115确定第二感测数据在参考范围外时，故障信息生成器2116可以生成具有第二电平的第二安全信息。

例如，当第一控制目标CT1是电池时，第二感测数据可以是电池电压、电池电流或电池温度，预定参考范围可以是正常电压范围、正常电流范围或正常温度范围。

例如，在第二感测数据是电池电压并且预定参考范围是正常电压范围的情况下，当比较器2115确定第二感测数据在预定参考范围内时，故障信息生成器2116可以确定作为第一控制目标CT1的电池的电压是正常的，并且可以生成具有第一电平的第二安全信息。

然而，当比较器2115确定第二感测数据小于预定参考范围的下限值时，故障信息生成器2116可以确定作为第一控制目标CT1的电池被过度放电，并且可以生成具有第二电平的第二安全信息。此外，当比较器2115确定第二感测数据大于预定参考范围的上限值时，故障信息生成器2116可以确定作为第一控制目标CT1的电池被过度充电，并且可以生成具有第二电平的第二安全信息。

在生成第二安全信息时，故障信息生成器2116可以通过使用所生成的第二安全信息和从主控制器110输出的参考信号来生成故障信息。在这种情况下，参考信号可以由主控制器110生成，并且可以是与具有表示故障未发生的第一电平的第二安全信息相同的值，或者可以是由另一个从控制器生成的故障信息。

在一个实施方式中，当第一安全信息和参考信号都具有第一电平时，故障信息生成器2116可以输出第一故障信息，并且当第一安全信息和参考信号当中的一个具有第二电平时，故障信息生成器2116可以输出第二故障信息。在这种情况下，第一故障信息可以具有与具有第一电平的第二安全信息的格式相同的格式，并且第二故障信息可以具有与具有第二电平的第二安全信息的格式相同的格式。

例如，当参考信号和第二安全信息如图3的(a)和(b)所示都具有表示故障未发生的第一电平V1时，故障信息生成器2116可以生成如图3的(c)所示的具有表示故障未发生的第一电平V1的第一故障信息。

作为另一个示例，当参考信号如图4的(a)所示具有表示故障未发生的第一电平V1并且第二安全信息如图4的(b)所示具有表示故障发生的第二电平V2时，故障信息生成器2116可以生成如图4的(c)所示的具有表示故障发生的第二电平V2的第二故障信息。

再次参照图2，感测单元2120可包括第一感测单元2121和第二感测单元2122。第一感测单元2121和第二感测单元2122可以分别从第一控制目标CT1获得第一感测数据和第二感测数据。

第一感测单元2121可以从第一控制目标CT1获得第一感测数据，并且可以将所获得的第一感测数据发送到ADC 2113。在一个实施方式中，第一感测单元2121可以通过使用两条信号线以差分信号的形式将第一感测数据发送到ADC 2113。

第二感测单元2122可以从第一控制目标CT1获得第二感测数据，并且可以将所获得的第二感测数据发送到比较器2115。在一个实施方式中，第二感测单元2122可以通过使用一条信号线将第二感测数据发送到比较器2115。

在这种情况下，第一感测数据和第二感测数据可以是从第一控制目标CT1获得的相同值。例如，当第一控制目标CT1是电池时，第一感测数据和第二感测数据中的每一个可以是电池的温度或电压值。

如上所述，第一传感数据可以由微控制器2110转换为第一安全信息，并且可以经由第一通信信道130被发送到主控制器110，并且第二感测数据可以经由比较器2115和故障信息生成器2116转换为故障信息，并且可以被发送到第二从控制器SC#2。

在本公开中，通过使用两条信号线而以差分信号的形式发送第一感测数据并且通过使用一条信号线发送第二感测数据的原因在于，第一感测数据是主控制器110用来分析第一控制目标CT1的特性(例如，电池平衡、充电状态(SoC)、寿命状态(SoH)、安全信息等)的值，因此应该比第二感测数据更准确地被发送。

因此，在本公开中，通过以差分信号的形式经由两条信号线将第一感测数据发送到ADC 2113，第一感测数据可以作为与通过一条信号线来发送数据的情况相比更加准确的值被发送，因此，可以增强系统可靠性。此外，通过经由一条信号线来发送第二感测数据，可以降低电路复杂性，而且，可以降低成本。

如上所述，在本公开中，主控制器110可以经由多个通信信道(例如，第一通信信道130和第二通信信道150)与多个从控制器SC#1至SC#N进行通信。具体而言，在本公开中，第一通信信道130可以用作用于发送和接收诸如第一安全信息的数字数据的主通信信道，并且第二通信信道150可以用作用于接收用于检查控制目标140中是否发生错误的故障信息的子通信信道。

特别地，在本公开中，为了使第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N经由第二通信信道150发送故障信息，只需添加诸如比较器2115和故障信息生成器2116的简单组件，而无需添加另外的微控制器，从而使制造成本的增加最小化，并提高系统稳定性。

在一个实施方式中，根据本公开的用于有线地发送和接收安全信息的系统100可以应用于如图5和图6所示的电池管理系统(BMS)。

当根据本公开的用于有线地发送和接收安全信息的系统100应用于BMS时，第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N可以生成电池的电压或温度作为安全信息，并且可以确定所述电压或温度是否在参考范围内，从而生成故障信息。

在图5和图6中，AFE可以表示感测单元2120，MCU可以表示微控制器2110，CVD1和CVD2可以分别表示第一感测单元2121和第二感测单元2122，ADC、CPU和CAN可以分别表示ADC 2113、处理单元2111和通信模块2112，并且CVTC和CFSC可以分别表示比较器2115和故障信息生成器2116。特别地，应用根据本公开的用于有线地发送和接收安全信息的系统100的BMS可以是用于电动车辆的BMS。

上文已描述了在图1至图6中的根据本公开的用于有线地发送和接收安全信息的系统100。在下文中，将参照图7至图11详细描述根据本公开的用于无线发送和接收安全信息的系统。

图7是示出根据本公开的实施方式的用于无线地发送和接收安全信息的系统700的配置的框图。如图7所示，用于无线地发送和接收安全信息的系统700可以包括主控制器(MC)710和从控制器(SC)720。在一个实施方式中，从控制器720可以被设置为N(其中N是等于或大于2的自然数)个，并且例如，可以设置第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N。

主控制器710可以经由无线信道730从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收关于第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每个的第一安全信息和第二安全信息。

在一个实施方式中，第一安全信息可以包括与控制目标740的安全性相关联，并且由第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N从控制目标740获得的信息。例如，第一安全信息可以包括控制目标740的电压、电流、温度、压力、体积、长度和时间。此外，第二安全信息可以包括表示在控制目标740中是否发生错误的信息。例如，第二安全信息可以包括关于控制目标740的电压或温度是否在参考范围之外的信息。

在一个实施方式中，当在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的一个中发生错误时，根据本公开的主控制器710可以经由未发生错误的另一个从控制器接收关于发生错误的从控制器的第二安全信息。为此，多个(例如，两个)从控制器可以安装在一个板上。

如上所述，即使当在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的一个中发生错误时，根据本公开的主控制器710可以经由与具有错误的从控制器安装在同一板上的另一从控制器无线地接收关于发生错误的从控制器的第二安全信息，因此，可以检查在控制目标740中是否发生错误。

在下文中，将参照图8详细描述根据本公开的主控制器710的配置。

图8是示意性示出根据本公开的实施方式的主控制器710的配置的框图。如图8所示，根据本公开的实施方式的主控制器710可以包括收发器810、控制器820和指令生成器830。

收发器810可以经由无线信道730从由N个从控制器SC#1至SC#N当中的每一个接收第一安全信息和第二安全信息，并且可以将第一安全信息和第二安全信息传送到控制器820。此外，收发器810可以从控制器820接收控制信息，并且可以将控制信息发送到N个从控制器SC#1到SC#N。

特别地，当从指令生成器830接收到请求发送关于具有错误的从控制器的第二安全信息的指令时，根据本公开的收发器810可以将所接收到的指令发送到与具有错误的从控制器安装在同一板上的另一从控制器。

控制器820可以基于经由收发器810接收的第一安全信息来分析控制目标740的特性。具体而言，控制器820可以基于第一安全信息监控控制目标740的状态，诸如电压或温度，以分析控制目标740的特性(例如，电池平衡、充电状态(SoC)、寿命状态(SoH)、安全信息等)。

此外，控制器820可以基于经由收发器810接收的第二安全信息来确定在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N或控制目标740中是否发生错误。具体而言，当在预定时段期间没有从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收到第二安全信息时，控制器820可以确定在没有发送第二安全信息的从控制器中发生错误。

根据实施方式，控制器820可以向指令生成器830提供确定结果，并且因此可以允许指令生成器830生成用于获得关于发生错误的从控制器的第二安全信息的指令。根据本公开，即使当由于在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个中发生错误而没有从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收到第二安全信息时，控制器820可以基于经由没有发生错误的另一从控制器接收的第二安全信息来确定在控制目标740中是否发生错误，因此，可以提高系统的可靠性。

当从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收到具有表示在控制目标740中发生故障的第二电平的第二安全信息时，控制器820可以确定在与第二安全信息对应的控制目标740中发生错误，并且当从第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N接收到具有表示故障未发生的第一电平的第二安全信息时，控制器820可以确定与该第二安全信息对应的控制目标740正常工作。

另外，控制器820可以基于第一安全信息生成用于控制控制目标740的控制信息，并且可以经由收发器820将所生成的控制信息发送到第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每一个。

当控制器820确定存在没有发送第二安全信息的从控制器时，指令生成器830可以生成用于获得关于对应的从控制器的第二安全信息的指令，并且可以将所生成的指令发送到收发器810，以获得关于对应的从控制器的安全信息。

在一个实施方式中，用于获得关于对应的从控制器的第二安全信息的指令可以包括关于与对应的从控制器安装在同一板上的另一从控制器的信息(例如，标识符)，以及用于发送关于对应的从控制器的第二安全信息的请求。根据一个实施方式，收发器810可以基于关于其它从控制器的信息，准确地向其它从控制器发送用于获得关于对应的从控制器的第二安全信息的指令。

再次参照图7，第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的每个可以生成第一安全信息和第二安全信息，并且可以经由无线信道730将第一安全信息和第二安全信息发送到主控制器710。

特别地，在根据本公开的用于无线地发送和接收安全信息的系统中，当在第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的一个中发生错误时，没有发生错误的从控制器可以代替具有错误的从控制器将第二安全信息发送到主控制器710。

在下文中，将参照图9更详细地描述根据本公开的从控制器的配置。

图9是示意性示出根据本公开的实施方式的从控制器的配置的框图。如图9所示，第一从控制器SC#1至第N从控制器SC#N当中的多个从控制器(例如，两个从控制器SC#1和SC#2)可以安装在一个板910上。

例如，如图9所示，在第一从控制器SC#1和第二从控制器SC#2安装在一个板910上的情况下，当在第一从控制器SC#1中发生错误时，第二从控制器SC#2可以将关于第一从控制器SC#1的第二安全信息发送到主控制器710，并且当在第二从控制器SC#2中发生错误时，第一从控制器SC#1可以将关于第二从控制器SC#2的第二安全信息发送到主控制器710。

第一从控制器SC#1的功能可以与第二从控制器SC#2的功能相同。因此，在下文中，为了便于描述，将主要描述第一从控制器SC#1的功能。

第一从控制器SC#1可以包括微控制器8110和感测单元8120。在图9中，第一从控制器SC#1被示出为仅包括微控制器8110和感测单元8120，但这仅是为了清楚地描述第一从控制器SC#1的功能。第一从控制器SC#1还可以包括用于控制控制目标CT1的其他一般元件。

此外，在图9中，第一从控制器SC#1被描述为包括感测单元8120，但是在修改的实施方式中，感测单元8120可以被配置为独立于第一从控制器SC#1。

微控制器8110可以从感测单元8120接收第一感测数据和第二感测数据。微控制器8110可以基于第一感测数据生成第一安全信息，并且可以经由无线信道730将所生成的第一安全信息发送到主控制器710。

此外，微控制器8110可以基于第二感测数据生成第二安全信息。特别地，如果当在第一从控制器SC#1中发生错误时从第二从控制器SC#2接收到针对第一从控制器SC#1的第二安全信息发送请求，则根据本公开的微控制器8110可以将第二安全信息发送到第二从控制器SC#2，因此，可以允许第二安全信息经由第二从控制器SC#2而被发送到主控制器710。

此外，当从主控制器710接收到针对第二从控制器SC#2的第二安全信息发送请求时，微控制器8110可以请求从第二从控制器SC#2发送第二安全信息的，从第二从控制器SC#2获得关于第二从控制器SC#2的第二安全信息，并且可以将所获得的第二安全信息发送到主控制器710。

如图9所示，微控制器8110可包括处理单元8111、ADC 8113、第一通信模块8112、比较器8115、第二安全信息生成器8116和第二通信模块8117。

ADC 8113可以将从感测单元8120接收的第一感测数据转换为数字数据，且可以将数字数据输出到处理单元8111，并且处理单元8111可以将通过ADC 8113而被转换为数字数据的第一感测数据转换为适合于无线信道730的通信分组，以生成第一安全信息。处理单元8111可以将第一安全信息发送到第一通信模块8112。

处理单元8111可以经由第一通信模块8112接收从主控制器810接收到的控制信息，并且可以基于所接收的控制信息控制第一控制目标CT1。例如，当第一控制目标CT1是电池并且从第一通信模块8112接收到关于电池平衡的控制信息时，处理单元8111可以基于关于电池平衡的控制信息来控制对应的电池的充电或放电，从而保持电池之间的平衡。

特别地，当从主控制器710接收到针对第二从控制器SC#2的第二安全信息发送请求时，处理单元8111可以从第二从控制器SC#2请求关于第二从控制器SC#2的第二安全信息，并且可以从第二从控制器SC#2接收关于第二从控制器SC#2的第二安全信息。处理单元8111可以将关于第二从控制器SC#2的第二安全信息转换为适合于无线信道730的通信分组，并且可以将被转换为通信分组的第二安全信息传送到第一通信模块8112。

在一个实施方式中，第一从控制器SC#1的处理单元8111和第二从控制器SC#2可以经由有线信道920彼此连接。例如，第一从控制器SC#1的处理单元8111和第二从控制器SC#2可以经由配置有串行数据(SDA)线和串行时钟(SCL)线的内部集成电路(I2C)总线920而彼此连接。在这种情况下，第一从控制器SC#1的处理单元8111可以作为I2C主设备操作，并且第二从控制器SC#2可以作为I2C从设备操作。

在上述实施方式中，处理单元8111和第二从控制器SC#2已经在上文被描述为基于2-线方式(2-wire manner)经由I2C总线彼此连接，但是这仅仅是一种实施方式。处理单元8111和第二从控制器SC#2可以以1线接口的方式彼此连接。

第一通信模块8112可以经由无线信道730将从处理单元8111输入的第一安全信息、从第二安全信息生成器8116输入的关于第一从控制器SC#1的第二安全信息或者关于第二从控制器SC#2的第二安全信息发送到主控制器710。另外，第一通信模块8112可以将从主控制器710发送的控制信息输出到处理单元8111。

在上述实施方式中，已经描述了处理单元8111转换第一感测数据的格式以生成第一安全信息，但是在修改的实施方式中，当处理单元8111将被转换为数字数据的第一感测数据发送到第一通信模块8112时，第一通信模块8112可将被转换为数字数据的第一感测数据转换为适合于无线信道730的通信分组，以生成第一安全信息。

比较器8115可以从感测单元8120接收第二感测数据，将第二感测数据与预定参考范围进行比较，并将比较结果发送到第二安全信息生成器8116。

第二安全信息生成器8116可以基于比较器8115的比较结果生成第二安全信息。具体而言，当比较器8115确定第二感测数据在参考范围内时，第二安全信息生成器8116可以生成具有第一电平的第二安全信息，并且当比较器8115确定第二感测数据在参考范围外时，第二安全信息生成器8116可以生成具有第二电平的第二安全信息。

例如，当第一控制目标CT1为电池时，第二感测数据可以为电池电压、电池电流或电池温度，并且预定参考范围可以为正常电压范围、正常电流范围或正常温度范围。

例如，在第二感测数据是电池电压并且预定参考范围是正常电压范围的情况下，当比较器8115确定第二感测数据在预定参考范围内时，第二安全信息生成器8116可以确定电池的电压是正常的，并且可以生成具有第一电平的第二安全信息。

然而，当比较器8115确定第二感测数据小于预定参考范围的下限值时，第二安全信息生成器8116可以确定电池被过度放电，并且可以生成具有第二电平的第二安全信息。此外，当比较器8115确定第二感测数据大于预定参考范围的上限值时，第二安全信息生成器8116可以确定电池被过度充电，并且可以生成具有第二电平的第二安全信息。

虽然未示出，但是第二安全信息生成器8116可以将所生成的第二安全信息提供给第一通信模块8112，并且因此，可以允许经由无线信道730将第二安全信息发送到主控制器710。在这种情况下，第二安全信息生成器8116可以将第二安全信息转换为适合于无线信道730的格式，并且可以将第二安全信息发送到第一通信模块8112。

作为另一示例，第二安全信息生成器8116可以将所生成的第二安全信息提供给处理单元8111，并且因此，可以允许处理单元8111将第二安全信息转换为适合于无线信道730的格式，并将第二安全信息发送到第一通信模块8112。

作为另一示例，第二安全信息生成器8116可以将所生成的第二安全信息提供给第一通信模块8112，并且因此，可以允许第一通信模块8112将第二安全信息转换为适合于无线通信信道730的格式，并将第二安全信息发送到主控制器710.

当确定在第一从控制器SC#1中发生错误时(例如，当确定在第一通信模块8112中发生错误时)，第一从控制器SC#1不能将第一安全信息和第二安全信息发送到主控制器710。

为了克服这种限制，根据本公开的微控制器8110可以包括第二通信模块8117，以用于至少将第二安全信息发送到主控制器710。

具体而言，第二通信模块8117可以经由有线信道930连接到第二从控制器SC#2(更具体而言，第二从控制器SC#2的处理单元9111)。例如，第二通信模块8117可以经由配置有SDA线和SCL线的I2C总线930连接到第二从控制器SC#2的处理单元9111。在这种情况下，第一从控制器SC#1的第二通信模块9117可以作为I2C从设备操作，并且第二从控制器SC#2的处理单元9111可以作为I2C主设备操作。

首先，当经由I2C总线930从第二从控制器SC#2的处理单元9111接收到针对第一从控制器SC#1的第二安全信息发送请求时，第二通信模块8117可以经由I2C总线930将关于第一从控制器SC#1的第二安全信息传送到第二从控制器SC#2的处理单元9111。

在上述实施方式中，上文已经描述了第二通信模块8117和第二从控制器SC#2的处理单元9111基于2线方式经由I2C总线彼此连接，但这仅仅是一种实施方式。第二通信模块8117和第二从控制器SC#2的处理单元9111可以以1线接口方式彼此连接。

如上所述，在本公开中，第一从控制器SC#1可以经由第二通信模块8117而有线地连接到第二从控制器SC#2，并且当在第一从控制器SC#1中发生错误时，关于第一从控制器SC#1的第二安全信息可以经由第二从控制器SC#2而被发送到主控制器710，由此，无论在第一从控制器SC#1中是否发生错误，主控制器710都可以检查第一控制目标CT1的正常工作的存在。

参照图9，感测单元8120可以包括第一感测单元8121和第二感测单元8122。第一感测单元8121和第二感测单元8122可以分别从第一控制目标CT1获得第一感测数据和第二感测数据。

第一感测单元8121可以从第一控制目标CT1获得第一感测数据，并且可以将所获得的第一感测数据发送到ADC 8113。在一个实施方式中，第一感测单元8121可以通过使用两条信号线以差分信号的形式将第一感测数据发送到ADC 8113。

第二感测单元8122可以从第一控制目标CT1获得第二感测数据，并且可以将所获得的第二感测数据发送到比较器8115。在一个实施方式中，第二感测单元8122可以通过使用一条信号线而将第二感测数据发送到比较器8115。

在这种情况下，第一感测数据和第二感测数据可以是从第一控制目标CT1获得的相同值。例如，当第一控制目标CT1是电池时，第一感测数据和第二感测数据当中的每一个可以是电池的电压值。

在本公开中，通过使用两条信号线以差分信号的形式来发送第一传感数据以及通过使用一条信号线来发送第二传感数据的原因在于，第一感测数据是主控制器710用来分析第一控制目标CT1的特性(例如，电池平衡、充电状态(SoC)、寿命状态(SoH)、安全信息等)的值，因此应该比第二感测数据更准确地被发送。

因此，在本公开中，通过以差分信号的形式经由两条信号线将第一感测数据发送到ADC 8113，第一感测数据可以作为与通过一条信号线来发送数据的情况相比更加准确的值被发送，因此，可以增强系统可靠性。此外，通过经由一条信号线来发送第二感测数据，可以降低电路复杂性，而且，可以降低成本。

如上所述，在本公开的实施方式中，即使在从控制器中没有包括额外的微控制器，用于检查在第一控制目标CT1中是否发生错误的第二安全信息可以通过仅使用诸如比较器8115和第二安全信息生成器8116的简单元件来生成，从而使成本和设计复杂性的增加最小化，并提高了系统稳定性。特别地，在本公开中，第二安全信息以及第一安全信息可以以无线方式发送，因此，可以省略诸如有线通信所需的总线之类的元件，从而进一步降低成本和设计复杂性的增加。

在一个实施方式中，与图1所示的用于有线地发送和接收安全信息的系统100类似，根据本公开的实施方式的用于无线地发送和接收安全信息的系统700可以应用于BMS。当根据本公开的实施方式的用于无线发送和接收安全信息的系统700应用于BMS时，多个从控制器SC#1至SC#N当中的每一个可以生成电池(其是控制目标740)的电压或温度作为第一安全信息，并且可以确定电压或温度是否在参考范围内，从而生成第二安全信息。在图10和图11中示出了根据本公开的实施方式的用于无线地发送和接收安全信息的系统700应用于BMS的示例。

在图10和图11中，AFE可以表示感测单元8120，MCU可以表示微控制器8110，CVD1和CVD2可以分别表示第一感测单元8121和第二感测单元8122，ADC、CPU和RF可以分别表示ADC8113、处理单元8111和第一通信模块8112，并且CVTC、CFSC和I2C可以分别表示比较器8115、第二安全信息生成器8116和第二通信模块8117。

特别地，应用根据本公开的用于无线地发送和接收安全信息的系统700的BMS可以是用于电动车辆的BMS。图12示出了应用根据本公开的用于无线地发送和接收安全信息的系统700的电动车辆的示意性配置，并且图13示出了应用根据本公开的用于无线地发送和接收安全信息的系统700的电动车辆的BMS的配置。

在下文中，将描述根据本公开的无线地发送和接收安全信息的方法。图14是示出根据本公开的实施方式的无线地发送和接收安全信息的方法的流程图。

图14所示的无线地发送和接收安全信息的方法可以由图7所示的用于无线地发送和接收的安全信息的系统执行。在下文中，为了便于描述，将主要描述从控制器SC#1至SC#N的操作当中的第一从控制器SC#1的操作。

首先，在步骤S1400中，第一从控制器SC#1可以从第一控制目标CT1获得第一感测数据和第二感测数据。在一个实施方式中，当第一控制目标CT1是电池时，第一感测数据和第二感测数据均可以是电池的温度、输出电压或输出电流。

在步骤1410中，第一从控制器SC#1可以基于第一感测数据和第二感测数据而生成第一安全信息和第二安全信息。具体而言，第一从控制器SC#1可以基于第一感测数据生成第一安全信息，并且可以基于第二感测数据生成第二安全信息。

上文已经参照图9详细描述了一种通过第一从控制器SC#1基于第一感测数据生成第一安全信息的方法和一种通过第一从控制器SC#1基于第二感测数据生成第二安全信息的方法，并且因此，将省略其详细描述。

在步骤S1420中，第一从控制器SC#1可以通过无线信道将第一感测数据和第二感测数据发送到主控制器710。

在步骤S1425中，主控制器710可以确定在第一从控制器SC#1中是否发生错误。在一个实施方式中，当在预定时段期间未从第一从控制器SC#1接收到第一安全信息或第二安全信息时，主控制器710可以确定在第一从控制器SC#1中发生错误。

当由于未接收到第二安全信息而确定在第一从控制器SC#1中发生错误时，在步骤S1427中，主控制器710可以请求从与第一从控制器SC#1安装在同一板上的第二从控制器SC#2发送关于第一从控制器SC#1的第二安全信息。

在步骤S1430中，第二从控制器SC#2可以请求经由有线信道从第一从控制器SC#1发送关于第一从控制器SC#1的第二安全信息。在一个实施方式中，有线信道可以是配置有SDA线和SCL线的I2C总线。

随后，在步骤S1440中，第一从控制器SC#1可以经由有线信道将其第二安全信息发送到第二从控制器SC#2，并且在步骤S1450中，第二从控制器SC#2可以经由无线信道将关于第一从控制器SC#1的第二安全信息发送到主控制器710。

尽管图14中未示出，当确定在第二从控制器SC#2中发生错误时，主控制器710可以请求从第一从控制器SC#1发送关于第二从控制器SC#2的第二安全信息。在这种情况下，第一从控制器SC#1可以请求经由有线信道从第二从控制器SC#2发送关于第二从控制器SC#2的第二安全信息，并且当从第二从控制器SC#2接收到关于第二从控制器SC#2的第二安全信息时，第一从控制器SC#1可以经由无线信道将关于第二从控制器SC#2的第二安全信息发送到主控制器710。

根据本公开，除了关于控制目标的第一安全信息之外，一个微控制器可以生成表示在控制目标中是否发生错误的第二安全信息，从而降低了制造成本和系统设计复杂性。

此外，根据本公开，由于以无线方式发送和接收安全信息，所以可以省略用于以有线方式发送安全信息所需的诸如数据总线之类的元件，因此，可以进一步降低系统设计的复杂性。

此外，根据本公开，当在第一从控制器中发生错误时，关于第一从控制器的安全信息可以通过第二从控制器而被无线地发送到主控制器，从而提高系统稳定性，并使系统设计复杂性和制造成本的降低最大化。

可以使用一个或更多个计算机程序或组件来至少部分地实现本公开中所描述的所有公开的方法和过程。这些组件可以作为一系列计算机指令而被提供在任何传统的计算机可读介质或机器可读介质上，传统的计算机可读介质或机器可读介质包括易失性和非易失性存储器(诸如RAM、ROM、闪存、磁盘或光盘、光存储器或其它存储介质)。指令可以作为软件或固件提供，并且可以全部或部分地实现在诸如ASIC、FPGA、DSP或任何其它类似设备的硬件组件中。指令可以被配置为由一个或更多个处理器或其它硬件组件执行，当执行所述一系列计算机指令时，所述处理器或硬件组件执行或促进全部或部分的所公开的方法和过程的执行。

本公开的上述特征、结构和效果包括在本公开的至少一个实施方式中，但不限于仅一个实施方式。此外，本公开的至少一个实施方式中描述的特征、结构和效果可以由本领域技术人员通过其它实施方式的组合或修改来实现。因此，与所述组合和修改相关联的内容应被解释为在本公开的范围内。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。因此，只要对本公开的修改和变化落入所附权利要求及其等同物的范围内，本公开旨在覆盖这些修改和变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月8日提交的韩国专利申请第10-2018-0065970号和于2019年5月14日提交的韩国专利申请第10-2019-0056354号的权益，这些申请通过引用而并入本文，如同在此得到完整阐述。

Claims (18)

1.一种用于无线地发送和接收安全信息的系统，所述系统包括：

第一从控制器，所述第一从控制器通过使用从控制目标获得的感测数据来生成第一安全信息和第二安全信息；以及

主控制器，所述主控制器经由无线信道从所述第一从控制器接收所述第一安全信息和所述第二安全信息，

其中，当在所述第一从控制器中发生错误时，所述第一从控制器将所述第二安全信息发送到第二从控制器，并且所述第二从控制器将从所述第一从控制器接收的所述第二安全信息发送到所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，所述第一从控制器包括：

第一感测单元，所述第一感测单元连接到所述控制目标以获得第一感测数据；

第二感测单元，所述第二感测单元连接到所述控制目标以获得第二感测数据；以及

微控制器，所述微控制器将所述第一感测数据转换为数字数据以生成所述第一安全信息，并将所述第二感测数据与预定参考范围进行比较以生成所述第二安全信息。

3.根据权利要求2所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，

所述第一感测单元通过使用多条信号线而以差分信号的形式将所述第一感测数据发送到所述微控制器，并且

所述第二感测单元通过使用一条信号线而将所述第二感测数据发送到所述微控制器。

4.根据权利要求2所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，所述微控制器包括：

模数转换器，所述模数转换器将所述第一感测数据转换为所述数字数据；

处理单元，所述处理单元基于所述无线信道将所述数字数据转换为通信分组，以生成所述第一安全信息；

第二安全信息生成器，当所述第二感测数据在所述预定参考范围内时，所述第二安全信息生成器生成具有表示故障未发生的第一电平的第二安全信息，并且当所述第二感测数据在所述预定参考范围外时，所述第二安全信息生成器生成具有表示故障发生的第二电平的第二安全信息；以及

第一通信模块，所述第一通信模块经由所述无线信道将所述第一安全信息和所述第二安全信息发送到所述主控制器。

5.根据权利要求4所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，所述微控制器还包括第二通信模块，当在所述第一从控制器中发生错误时，所述第二通信模块经由有线信道将所述第二安全信息发送到所述第二从控制器。

6.根据权利要求5所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，

所述第二通信模块和所述第二从控制器经由包括第一串行数据SDA线和第二串行时钟SCL线的第一内部集成电路I2C总线而彼此连接，并且

所述第二从控制器经由所述第一I2C总线接收关于所述第一从控制器的所述第二安全信息，并经由所述无线信道将所接收到的第二安全信息发送到所述主控制器。

7.根据权利要求4所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，

所述处理单元经由包括第二串行数据SDA线和第二串行时钟SCL线的第二内部集成电路I2C总线连接到所述第二从控制器，

当在所述第二从控制器中发生错误时，所述处理单元请求从所述第二从控制器发送关于所述第二从控制器的所述第二安全信息，

当经由所述第二I2C总线接收到关于所述第二从控制器的所述第二安全信息时，所述处理单元基于所述无线信道而将关于所述第二从控制器的所述第二安全信息转换为所述通信分组，并且

所述第一通信模块经由所述无线信道将关于所述第二从控制器的所述第二安全信息发送到所述主控制器。

8.根据权利要求1所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，

当在预定时段期间没有从所述第一从控制器接收到所述第一安全信息或所述第二安全信息时，所述主控制器请求所述第二从控制器代表所述第一从控制器发送关于所述第一从控制器的所述第二安全信息，并且

所述主控制器通过使用经由所述第二从控制器而接收的关于所述第一从控制器的所述第二安全信息，来确定在连接到所述第一从控制器的所述控制目标中是否发生错误。

9.根据权利要求1所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，所述控制目标是电池，并且所述感测数据包括所述电池的温度和输出电压中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，当在所述第二从控制器中发生错误时，所述第一从控制器从所述第二从控制器接收关于所述第二从控制器的第二安全信息，并将所接收到的第二安全信息发送到所述主控制器。

11.根据权利要求1所述的用于无线地发送和接收安全信息的系统，其中，所述第一从控制器和第二从控制器安装在一个板上。

12.一种无线地发送和接收安全信息的方法，所述方法包括以下步骤：

获得步骤，通过第一从控制器从控制目标获得第一感测数据和第二感测数据；

生成步骤，通过所述第一从控制器，经由将所述第一感测数据转换为数字数据来生成第一安全信息，并且经由将所述第二感测数据与预定参考范围进行比较来生成第二安全信息；以及

发送步骤，当所述第一从控制器正常工作时，通过所述第一从控制器经由无线信道将所述第一安全信息和所述第二安全信息发送到主控制器，并且，当在所述第一从控制器中发生错误时，通过所述第一从控制器将所述第二安全信息经由第二从控制器而发送到所述主控制器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

所述第二从控制器和所述第一从控制器安装在一个板上，并且经由包括串行数据SDA线和串行时钟SCL线的内部集成总线I2C而彼此连接，并且

所述发送步骤包括通过所述第一从控制器经由所述I2C总线将所述第二安全信息发送到所述第二从控制器。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述发送步骤中，

当在所述第一从控制器中发生错误时，所述第一从控制器经由有线信道将所述第二安全信息发送到所述第二从控制器，并且所述第二从控制器请求发送所述第二安全信息，并且

所述第二从控制器经由所述无线信道将所述第二安全信息发送到所述主控制器。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，

当在预定时段期间没有从所述第一从控制器接收到所述第一安全信息或所述第二安全信息时，所述主控制器请求所述第二从控制器代表所述第一从控制器发送关于所述第一从控制器的所述第二安全信息，并且

所述主控制器通过使用经由所述第二从控制器而接收的关于所述第一从控制器的所述第二安全信息，来确定在连接到所述第一从控制器的所述控制目标中是否发生错误。

16.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

接收步骤，当在所述第二从控制器中发生错误时，通过所述第一从控制器从所述主控制器接收针对所述第二从控制器的第二安全信息发送请求；

请求步骤，通过所述第一从控制器请求从所述第二从控制器发送关于所述第二从控制器的所述第二安全信息；

接收步骤，通过所述第一从控制器从所述第二从控制器接收关于所述第二从控制器的所述第二安全信息；以及

发送步骤，通过所述第一从控制器经由所述无线信道将关于所述第二从控制器的所述第二安全信息发送到所述主控制器。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述生成步骤中，当所述第二感测数据在所述预定参考范围内时，所述第一从控制器生成具有表示故障未发生的第一电平的第二安全信息，并且，当所述第二感测数据在所述预定参考范围外时，所述第一从控制器生成具有表示故障发生的第二电平的第二安全信息。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述控制目标为电池，并且所述第一感测数据和所述第二感测数据中的每一个包括所述电池的温度和输出电压中的至少一个。