DE102014109815A1

DE102014109815A1 - Batterieüberwachungsvorrichtung und Batterieeinheit

Info

Publication number: DE102014109815A1
Application number: DE102014109815.3A
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAIS Nishiwaki Norio
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: DE102014109815B4; US20150024242A1; JP2015021834A; CN104300593A; JP5900431B2

Abstract

Eine Batterieüberwachungseinheit enthält eine erste Steuerungseinheit (110), welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Batteriestapel angeordnet sind, um Spannungs-Daten auszugeben, welche die Spannung der Batteriezellen angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (110) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit (113), welche eine Stapelspannung erfasst, die einer Gesamtspannung der in den Batteriestapeln enthaltenen Mehrzahl von Batteriezellen entspricht, wobei die erste Steuerungseinheit (110) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn über die Signalleitung (170) keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) empfangen wird, nachdem die Sendedaten über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet werden, und basierend auf einer Differenz zwischen der Stapelspannung und einem Gesamtbetrag von allen erfassten, von den zweiten Steuerungseinheiten (160) versendeten Ausgangsspannungen zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung (170), einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieüberwachungsvorrichtung und eine Batterieeinheit.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt eine Vorrichtung, welche den Status einer Mehrzahl von zusammengebauten Batterien unter Verwendung einer Mehrzahl von ICs überwacht, welche durch eine Signalleitung verbunden sind. Beispielsweise gibt ein in einer Schaltung angeordneter Haupt-Mikrocomputer, dessen Spannung niedriger ist als diese von zusammengebauten Batterien, einen Spannungs-Erfassungsbefehl aus. Im Ansprechen auf diesen Befehl senden die ersten bis fünften Spannungs-Überwachungs-ICs, welche in den zusammengebauten Batterien angeordnet sind, die gemessenen Spannungs-Daten auf den entsprechenden Batteriezellen zu dem Haupt-Mikrocomputer, um den Status der Mehrzahl von zusammengebauten Batterien zu überwachen (siehe beispielsweise die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2011-050176 ( JP 2011-050176 A )).
Der Haupt-Mikrocomputer überprüft, ob die Anzahl von empfangenen digitalen Batteriezellen-Spannungssignalen auf der Verbindungsleitung gleich der Anzahl der ersten bis fünften Spannungs-Überwachungs-ICs ist, um zu ermitteln, ob die empfangenen Daten normale Empfangsdaten sind.
Das Problem bei der Status-Überwachungseinheit einer Mehrzahl von zusammengebauten Batterien, wie vorstehend beschrieben, liegt darin, dass nicht ermittelt werden kann, auf welchem Verbindungsleitungspfad, einem Vorwärtspfad (Aufwärts-Verbindungsleitung) oder einem Rückwärtspfad (Abwärts-Verbindungsleitung), ein Verbindungsfehler entstanden ist bzw. vorliegt.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht eine Batterieüberwachungsvorrichtung und eine Batterieeinheit vor, welche in der Lage sind zu ermitteln, auf welchem Verbindungsleitungspfad, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, ein Fehler entstanden ist bzw. vorliegt.
Eine Batterieüberwachungsvorrichtung bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit, welche eine Stapelspannung erfasst, die einer Gesamtspannung der in den Batteriestapeln enthaltenen Mehrzahl von Batteriezellen entspricht, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn das Antwortsignal nicht innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gesendet wird, über die Signalleitung empfangen wird, und basierend auf einer Differenz zwischen der Stapelspannung und einem Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist, wobei die Stapelspannung durch die Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit erfasst wird, und der Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen durch die von den zweiten Steuerungseinheiten über die Signalleitung empfangenen Spannungs-Daten angegeben wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die erste Steuerungseinheit über die Signalleitung einen Befehl versenden, welcher bewirkt, dass die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten eine Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchführen, wenn ermittelt wird, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist.
Eine Batterieüberwachungsvorrichtung bei einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Strom-Erfassungseinheit, welche in einem Vorwärtspfad-Abschnitt der Signalleitung zwischen jeweils zwei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten vorgesehen ist, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gesendet wird, über die Signalleitung keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten empfangen wird, und basierend auf einem Erfassungsergebnis der Strom-Erfassungseinheit zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist.
Eine Batterieüberwachungsvorrichtung bei einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben bzw. bezeichnend hierfür sind; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Verbindungsleitung, welche eine von der ersten Steuerungseinheit am weitesten entfernt gelegene zweite Steuerungseinheit und die erste Steuerungseinheit miteinander verbindet, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gesendet wird, über die Signalleitung keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten empfangen wird, und gleichzeitig die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Rückwärtspfad der Signalleitung entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung Sendedaten von derjenigen zweiten Steuerungseinheit empfangen werden, welche von der ersten Steuerungseinheit am weitesten entfernt liegt, und ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Vorwärtspfad der Signalleitung entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung keine Sendedaten von der zweiten Steuerungseinheit empfangen werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die erste Steuerungseinheit einen Testmodus-Befehl über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten senden, wenn ermittelt wird, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wobei der Test-Modus-Befehl einem Befehl entspricht, welcher die zweiten Steuerungseinheiten in einen Test-Modus versetzt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die zweite Steuerungseinheit aus der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung von der ersten Steuerungseinheit empfängt, eine Antwort über einen Rückwärtspfad der Signalleitung versenden, wenn die zweite Steuerungseinheit die Antwort im Ansprechen auf eine Anforderung von der ersten Steuerungseinheit während eines Test-Modus versendet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt können die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche den Test-Modus-Befehl enthalten, die Antwort über den Rückwärtspfad der Signalleitung versenden, nachdem eine Wartezeit verstrichen ist, wenn eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten aus der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten vorliegt, welche den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung von der ersten Steuerungseinheit empfangen, wobei sich die Wartezeit bei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten unterscheidet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die erste Steuerungseinheit eine Unterbrechungsposition auf der Signalleitung basierend auf der von den zweiten Steuerungseinheiten während des Test-Modus empfangenen Antwort identifizieren.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die erste Steuerungseinheit nach dem Identifizieren der Unterbrechungsposition einen Wiederherstellungs-Modus-Befehl versenden, wobei der Wiederherstellungs-Modus-Befehl einem Befehl entspricht, welcher die zweiten Steuerungseinheiten in einen Wiederherstellungs-Modus versetzt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann der Wiederherstellungs-Modus-Befehl Informationen enthalten, welche die Unterbrechungsposition angeben.
Eine Batterieeinheit bei einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl von Batteriestapeln, welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit, welche eine Stapelspannung erfasst, die einer Gesamtspannung der in den Batteriestapeln enthaltenen Mehrzahl von Batteriezellen entspricht, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn das Antwortsignal über die Signalleitung nicht innerhalb einer vorbestimmten Phase empfangen wird, nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten versendet wird, und basierend auf einer Differenz zwischen der Stapelspannung und einem Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist, wobei die Stapelspannung durch den Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit erfasst wird und der Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen durch die von den zweiten Steuerungseinheiten über die Signalleitung empfangenen Spannungs-Daten angegeben wird.
Eine Batterieeinheit bei einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl von Batteriestapeln, welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die erfasste Spannung angeben; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Strom-Erfassungseinheit, welche in einem Vorwärtspfad-Abschnitt der Signalleitung zwischen jeweils zwei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten vorgesehen ist, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gesendet wird, über die Signalleitung keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten empfangen wird, und basierend auf einem Erfassungsergebnis der Strom-Erfassungseinheit zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist.
Eine Batterieeinheit bei einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl von Batteriestapeln, welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit, welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten, welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung, welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten und die erste Steuerungseinheit in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Verbindungsleitung, welche eine von der ersten Steuerungseinheit am weitesten entfernt gelegene zweite Steuerungseinheit und die erste Steuerungseinheit miteinander verbindet, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit über die Signalleitung versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass auf der Signalleitung eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gesendet wird, über die Signalleitung keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten empfangen wird, und gleichzeitig die erste Steuerungseinheit ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Rückwärtspfad der Signalleitung entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung Sendedaten von derjenigen zweiten Steuerungseinheit empfangen werden, welche von der ersten Steuerungseinheit am weitesten entfernt liegt, und ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Vorwärtspfad der Signalleitung entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung keine Sendedaten von der zweiten Steuerungseinheit empfangen werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Aspekten ist es möglich zu ermitteln, auf welchem Verbindungsleitungspfad, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, ein Fehler entstanden ist bzw. vorliegt.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in welchen:
1 eine Abbildung ist, welche eine Batterieüberwachungsvorrichtung und eine Batterieeinheit in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A eine Abbildung ist, welche die Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform schematisch zeigt;
2B eine Abbildung ist, welche die Konfiguration des IC-Chips in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine Abbildung ist, welche einen Datenfluss unter einer ECU und IC1 bis IC4 in der Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 eine Abbildung ist, welche einen Spannungs-Daten-Sendepfad in der Batterieüberwachungsvorrichtung bei einem weiteren Beispiel in der ersten Ausführungsform zeigt;
5A und 5B Abbildungen sind, welche einen Daten-Übertragungs-Status zeigen, wenn auf der Signalleitung zwischen IC4 und IC3 eine Unterbrechung entstanden ist;
6 ein Flussdiagramm ist, welches den Verarbeitungsinhalt der ECU zeigt, wenn auf der Signalleitung der Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform eine Unterbrechung entstanden ist;
7 eine Abbildung ist, welche den Daten-Übertragungspfad in dem Test-Modus der Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
8 eine Abbildung ist, welche den Daten-Übertragungspfad in dem Wiederherstellungs-Modus der Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
9 eine Abbildung ist, welche eine Verbindungsschaltung einer Batterieüberwachungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A eine Abbildung ist, welche eine Batterieüberwachungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt; und
10B eine Abbildung ist, welche die Konfiguration des IC-Chips in der dritten Ausführungsform zeigt.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen einer Batterieüberwachungsvorrichtung und einer Batterieeinheit der vorliegenden Erfindung sind nachstehend beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 ist eine Abbildung, welche eine Batterieüberwachungsvorrichtung und eine Batterieeinheit in einer ersten Ausführungsform zeigt.
Die Hauptkomponenten einer Batterieeinheit 100 in der ersten Ausführungsform enthalten eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 110 und Stapel 120 und 130. Jeder der Stapel 120 und 130 enthält eine Mehrzahl von Zellen 150 und Chips 160 mit integrierter Schaltung (IC). Die Batterieüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform enthält die ECU 110 und die IC-Chips 160, welche in den Stapeln 120 und 130 enthalten sind.
1 zeigt schematisch ein Beispiel der Anordnung der Batterieeinheit 100 in ebener Ansicht. Die Anordnung der ECU 110 und der Stapel 120 und 130 ist nicht auf das in 1 gezeigte Muster beschränkt sondern kann eine Anordnung von anderem Muster sein.
Die Batterieeinheit 100 ist eine Vorrichtung, welche als eine Leistungsquelle verwendet wird, von welcher elektrische Leistung zum Antreiben der Antriebsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs ausgegeben wird. Die Antriebsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche ein Fahrzeug durch Antreiben eines Antriebsmotors unter Verwendung von elektrischer Leistung antreibt, die von der Batterieeinheit 100 zugeführt wird.
Ein Elektrofahrzeug kann irgendein System verwenden oder kann irgendeine Konfiguration besitzen, falls dieses durch Antreiben eines Antriebsmotors unter Verwendung von elektrischer Leistung fahren kann. Typischerweise enthält ein Elektrofahrzeug die nachfolgenden beiden Fahrzeugtypen: eines ist ein Hybridfahrzeug (HV), welches sowohl eine Maschine als auch einen Fahrmotor als die Leistungsquelle verwendet, und das andere ist ein Elektrofahrzeug (EV), welches lediglich einen Fahrmotor als die Leistungsquelle verwendet.
Die ECU 110, eine Steuerungsvorrichtung, welche die Spannungs-Steuerungsverarbeitung für die Stapel 120 und 130 der Batterieeinheit 100 durchführt, ist ein Beispiel einer ersten Steuerungseinheit. Die ECU 110 enthält eine Spannungs-Steuerungseinheit 110A und einen Speicher 110B. Der Speicher 110B ist ein nichtflüchtiger Speicher, in welchen Daten geschrieben, und von welchem Daten ausgelesen werden können. Die ECU 110 kann ferner eine Authentifizierungseinheit enthalten, welche die Authentifizierungsverarbeitung für die Stapel 120 und 130 durchführt.
Die Spannungs-Steuerungsverarbeitung, welche durch die ECU 110 durchgeführt wird, ist später beschrieben. Das Nachstehende beschreibt mit Bezug auf 1 hauptsächlich die physikalische Konfiguration der ECU 110 und der Stapel 120 und 130.
Die Stapel 120 und 130, welche ähnlich konfiguriert sind, sind über ein Kabel 140 in Reihe geschaltet. Daher ist nachstehend lediglich die Konfiguration des Stapels 120 detailliert beschrieben.
Der Stapel 120 enthält eine Mehrzahl von Zellen 150 und eine Mehrzahl von IC-Chips 160. 1 zeigt acht Zellen 150H1, 150H2, 150H3, 150H4, 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4, welche in der Mehrzahl von Zellen 150 enthalten, und am oberen und unteren Ende des Stapels 120 angeordnet sind.
In der nachfolgenden Beschreibung sind, wenn die Zellen 150H1, 150H2, 150H3, 150H4, 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4 nicht von den Zellen 150 (nicht gezeigt) zwischen der Zelle 150L4 und der Zelle 150H1 unterschieden sind, die Zellen einfach als eine Zelle 150 bezeichnet.
Die Symbole „+” und „–” in jeder Zelle 150 geben die Positionen des positiven Anschlusses und des negativen Anschlusses an. Die Mehrzahl von Zellen 150, welche in dem Stapel 120 enthalten sind, sind über Verbindungsteile 151 in Reihe geschaltet.
Die Zellen 150H1, 150H2, 150H3 und 150H4 sind über die Verbindungsteile 151H1, 151H2 und 151H3 in Reihe geschaltet. Der positive Anschluss (+) der Zelle 150H4 ist über das Verbindungsteil 151H4 mit einem Ende 140A des Kabels 140 verbunden, und der negative Anschluss (–) der Zelle 150H1 ist mit dem Verbindungsteil 151A verbunden.
In ähnlicher Art und Weise sind die Zellen 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4 über die Verbindungsteile 151L1, 151L2 und 151L3 in Reihe geschaltet. Der positive Anschluss (+) der Zelle 150L4 ist über ein Verbindungsteil 151L4 mit dem negativen Anschluss (–) einer Zelle 150, nicht gezeigt, verbunden, und der negative Anschluss (–) der Zelle 150L1 ist mit dem Verbindungsteil 151B verbunden.
In der nachfolgenden Beschreibung sind, wenn die Verbindungsteile 151A, 151H1, 151H2, 151H3 und 151H4 und die Verbindungsteile 151B, 151L1, 151L2, 151L3 und 151L4 nicht untereinander unterschieden sind, die Verbindungsteile einfach als das Verbindungsteil 151 bezeichnet.
Eine Mehrzahl von Zellen 150 (nicht gezeigt) zwischen der Zelle 150L4 und der Zelle 150H1 sind über die Verbindungsteile 151, nicht gezeigt, in Reihe geschaltet. In dieser Art und Weise ist die Mehrzahl von in dem Stapel 120 enthaltenen Zellen 150 über die Verbindungsteile 151 in Reihe geschaltet.
Daher entspricht von der Mehrzahl von in dem Stapel 120 enthaltenen Zellen 150 die Zelle mit höchstem Potential der Zelle 150H4 und die Zelle mit niedrigstem Potential der Zelle 150L1.
Jede Zelle 150, wie eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, entspricht einer Sekundärbatterie, in welcher Lithiumionen in dem Elektrolyten Elektrizität leiten. In der nachstehenden Beschreibung ist eine Lithiumionen-Sekundärbatterie als Lithiumionenbatterie bezeichnet. Eine Schutzschaltung sollte bei einer Lithiumionenbatterie vorgesehen sein, welche gegenüber einem Überladen oder einem Über-Entladen empfindlich ist, um diese vor einem Überladen, einem Über-Entladen und einer Bedingung mit Überstrom zu bewahren. Die ECU 110 und der IC-Chip 160 arbeiten zusammen, um die Zelle 150 vor einem Überladen, einem Über-Entladen und einer Bedingung mit Überstrom zu bewahren.
Die IC-Chips 160 sind derart konfiguriert, dass diese die Zellen 150 in dem Stapel 120 verwalten, vier Zellen 150 durch jeden IC-Chip 160. 1 zeigt einen IC-Chip 160H, welcher mit den Zellen 150H1, 150H2, 150H3 und 150H4 verbunden ist, und einen IC-Chip 160L, welcher mit den Zellen 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4 verbunden ist.
Für eine Mehrzahl von Zellen 150 zwischen der Zelle 150L4 und der Zelle 150H1 ist ein IC-Chip 160, nicht gezeigt, mit jeweils vier Zellen 150 verbunden. Das heißt, der Stapel 120 enthält vielfach vier Zellen 150 mit einem IC-Chip 160, welcher mit jeweils vier Zellen 150 verbunden ist.
Die mit einem IC-Chip 160 verbundenen vier Zellen 150 sind als Block 150B bezeichnet. Das heißt, die Zellen 150H1, 150H2, 150H3 und 150H4 bilden einen Block 150BH, und die Zellen 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4 bilden einen Block 150BL.
Eine Mehrzahl von IC-Chips 160 (welche die IC-Chips 160H und 160L enthalten), die in dem Stapel 120 enthalten sind, sind einfach als der IC-Chip 160 bezeichnet, wenn unter diesen nicht unterschieden wird. Jeder IC-Chip 160 ist ein Beispiel einer zweiten Steuerungseinheit.
Der IC-Chip 160H ist über fünf Kabel 161 mit den Verbindungsteilen 151A, 151H1, 151H2, 151H3 und 151H4 verbunden. Der IC-Chip 160H erfasst die End-Zu-End-Spannung jeder Zelle 150H1, 150H2, 150H3 und 150H4 über die fünf Kabel 161.
In ähnlicher Art und Weise ist der IC-Chip 160L über fünf Kabel 161 mit den Verbindungsteilen 151B, 151L1, 151L2, 151L3 und 151L4 verbunden. Der IC-Chip 160L erfasst die End-Zu-End-Spannung jeder Zelle 150L1, 150L2, 150L3 und 150L4 über die fünf Kabel 161.
Jeder IC-Chip 160 ist über eine Signalleitung 170 in einer Schleife mit der ECU 110 verbunden. Wenn die Spannungs-Steuerungsverarbeitung durchgeführt wird, überträgt die ECU 110 Daten über die Signalleitung 170.
Die in 1 gezeigte Signalleitung 170 ist über die ECU 110 und die IC-Chips 160 in einer Schleife verbunden. Die Signalleitung 170, welche bei dem IC-Chip 160H eine Schleife zurück bildet (loop back), bildet eine Daisy-Chain. Die Signalleitung 170 ist derart verbunden, dass Daten, welche von der ECU 110 zu den IC-Chips 160 übertragen werden, sequenziell zu den IC-Chips 160 übertragen und zu der ECU 110 zurückgeführt werden.
Das heißt, Daten, welche von der ECU 110 zu den IC-Chips 160 und anschließend von den IC-Chips 160 zu der ECU 110 gesendet werden, werden folgendermaßen übertragen. Wenn Daten von der ECU 110 zu den IC-Chips 160 gesendet werden, werden Daten über eine der beiden Signalleitungen 170 (beispielsweise die Signalleitung auf der rechten Seite) von der ECU 110 über den IC-Chip 160L und anschließend der Reihe nach durch die anderen IC-Chips zu dem IC-Chip 160H übertragen. Wenn Daten von den IC-Chips 160 zu der ECU 110 gesendet werden, werden Daten über die andere der beiden Signalleitungen 170 (beispielsweise die Signalleitung auf der linken Seite) von dem IC-Chip 160H der Reihe nach durch die anderen IC-Chips und anschließend durch den IC-Chip 160L zu der ECU 110 übertragen. In dieser Art und Weise ist die Signalleitung 170 über die ECU 110 und die IC-Chips 160 in einer Schleife verbunden, um eine Daisy-Chain zu bilden.
Obwohl vorstehend der Stapel 120 beschrieben wurde, besitzt der Stapel 130 eine ähnliche Konfiguration wie diese des Stapels 120. In 1 sind im Stapel 130 zum einfacheren Verständnis lediglich einige der Bezugszeichen gezeigt.
Ein Verbindungsteil 151B des Stapels 130 ist mit dem anderen Ende 140B des Kabels 140 verbunden. Dies bedeutet, dass die Mehrzahl von Zellen 150, welche in dem Stapel 120 enthalten sind, und die Mehrzahl von Zellen 150, welche in dem Stapel 130 enthalten sind, allesamt in Reihe geschaltet sind.
Von diesen Zellen 150 entspricht die Zelle mit höchstem Potential der Zelle 150H4 in dem Stapel 130, und die Zelle mit niedrigstem Potential entspricht der Zelle 150L1 in dem Stapel 120.
Obwohl in 1 zwei Stapel, 120 und 130, in Reihe geschaltet sind, können mehrere Stapel in Reihe geschaltet sein oder es kann lediglich ein Stapel (beispielsweise lediglich Stapel 120) verwendet werden. Obwohl in 1 in Reihe geschaltet, können die Stapel 120 und 130 parallel geschaltet sein.
In der vorstehend beschriebenen Batterieeinheit 100 erfasst jeder IC-Chip 160 die End-Zu-End-Spannungen der vier Zellen 150. Die Daten, welche den Durchschnitt der erfassten End-Zu-End-Spannungen der vier Zellen 150 angeben, werden zu der ECU 110 übertragen.
Basierend auf den Daten, welche die von jedem der IC-Chips 160 übertragenen End-Zu-End-Spannung angeben, bewirkt die ECU 110, dass der IC-Chip 160 diejenige Zelle 150 entlädt, welche in den Zellen 150 in den Stapeln 120 oder 130 enthalten ist und deren Spannung gleich oder höher als eine vorbestimmte Spannung ist, um die Ausgangsspannung der in den Stapeln 120 und 130 enthaltenen Zellen 150 anzupassen.
Um die Ausgangsspannung anzupassen, ist außerhalb des IC-Chips 160 ein Entlade-Pfad-Widerstand vorgesehen. Die beiden Anschlüsse der Zelle 150, deren Ausgangsspannung gleich oder höher als die vorbestimmte Spannung ist, sind mit dem Entlade-Pfad-Widerstand außerhalb des IC-Chips 160 verbunden, um den Ausgangsstrom der Zelle 150 zu dem Entlade-Pfad-Widerstand zu führen.
Die Ausgangsspannung der Zelle 150 ist bedeutungsgleich mit der End-Zu-End-Spannung oder der Ladespannung der Zelle 150.
In der Batterieeinheit 100 in der ersten Ausführungsform führt die ECU 110 die Spannungs-Steuerungsverarbeitung für die Stapel 120 und 130 der Batterieeinheit 100 durch, um die Ausgangsspannung der in den Stapeln 120 und 130 enthaltenen Zellen 150 anzupassen. Die Spannungs-Steuerungsverarbeitung wird durch die Spannungs-Steuerungseinheit 110A der ECU 110 durchgeführt.
Nachfolgend ist mit Bezug auf 2 eine Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform beschrieben.
2 ist eine Abbildung, welche die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform zeigt. 2A ist eine Abbildung, welche die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A schematisch zeigt, und 2B ist eine Abbildung, welche die Konfiguration des IC-Chips 160 zeigt.
2A zeigt die Komponenten der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A: die ECU 110 und IC1 bis IC4. IC1 bis IC4 entsprechen jeweils dem in 1 gezeigten IC-Chip 160. 2A zeigt außerdem die Komponenten der ECU 110: einen Mikrocomputer 111, einen Isolator 112 und eine Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113. Die Spannungs-Steuerungseinheit 110A und der Speicher 110B sind in dem Mikrocomputer 111 enthalten.
Die IC1 bis IC4 und die ECU 110 sind über die Signalleitung 170 in dem Daisy-Chain-Modus vernetzt. Die Verbindungsleitung eines Netzwerks in dem Daisy-Chain-Modus besteht aus einer Vorwärtspfad-Verbindungsleitung und einer Rückwärtspfad-Verbindungsleitung. In einem Netzwerk in dem Daisy-Chain-Modus sind eine Mehrzahl von Steuerungsvorrichtungen (ECU und IC1 bis IC4) mit der Vorwärtspfad-Verbindungsleitung und der Rückwärtspfad-Verbindungsleitung verbunden. In der nachfolgenden Beschreibung ist das gesamte Netzwerk, welches in dem Daisy-Chain-Modus verbunden ist, manchmal einfach als eine Daisy-Chain bezeichnet. Auf bzw. in der Signalleitung 170 werden Signale in der durch den Pfeil angegebenen Richtung übertragen.
In 2 ist die Signalleitung 170 zum Zwecke der Beschreibung in zwei aufgeteilt: einer Signalleitung 170A entsprechend dem Vorwärtspfad der Daisy-Chain, und einer Signalleitung 170B entsprechend dem Rückwärtspfad der Daisy-Chain. Die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A geht von der ECU 110 aus bzw. verlässt diese und erstreckt sich in der Richtung von IC1 bis IC4. Zu beachten ist, dass die Signalleitung 170, welche IC4 verlässt und zu IC4 zurückkehrt, Teil der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A ist.
Die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B ist eine Signalleitung, welche IC4 verlässt und sich in der Richtung der ECU 110 erstreckt. Wenn nicht unterschieden, sind die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A und die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B einfach als die Signalleitung 170 bezeichnet.
IC4, der von der ECU 110 am weitesten entfernte IC, ist der IC-Chip 160 mit dem höchsten Niveau (siehe 1), und IC1, der IC am nächsten zu der ECU 110, ist der IC Chip (160) mit niedrigstem Niveau.
IC1 bis IC4 mit der gleichen Konfiguration besitzen jeweils vier Eingangsanschlüsse und vier Ausgangsanschlüsse. In 2A sind die Eingangsanschlüsse und die Ausgangsanschlüsse von IC1 bis IC4 durch einen Kreis (0) angegeben.
In jedem der IC1 bis IC4 sind der untere linke Anschluss und der obere rechte Anschluss, zu welchen die pfeilförmige Signalleitung 170 zeigt, Eingangsanschlüsse. In jedem der IC1 bis IC4 sind der untere rechte Anschluss und der obere linke Anschluss, von welchen die pfeilförmige Signalleitung 170 ausgeht, Ausgangsanschlüsse.
Der untere linke Eingangsanschluss und der obere rechte Ausgangsanschluss des IC1 mit niedrigstem Niveau sind über die Signalleitung 170 mit der ECU 110 verbunden. IC1 ist derart konfiguriert, um zu erkennen, dass dieser der IC-Chip 160 mit niedrigstem Niveau ist, beispielsweise durch Ziehen des Anschlusses, nicht gezeigt, zu der Leistungszuführung VCC.
Der obere linke Ausgangsanschluss und der obere rechte Eingangsanschluss des IC4 mit höchstem Niveau sind durch die Signalleitung 170 in einer Schleife verbunden. Dies ermöglicht es dem IC4 zu erkennen, dass dieser der IC-Chip 160 mit höchstem Niveau ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist der IC durch die Signalleitung 170 mit der ECU 110 verbunden, und IC1 bis IC4 sind durch die Signalleitung 170 verbunden.
Die Signalleitung 170 verbindet IC bis IC4 und die ECU 110 in dem Daisy-Chain-Modus.
Jeder der IC1 bis IC4 erfasst die Ausgangsspannungen der in dem entsprechenden Block 150B enthaltenen vier Zellen 150 und berechnet den Durchschnitt der vier Ausgangsspannungen. Jeder der IC1 bis IC4 sendet die Spannungs-Daten, welche den Durchschnitt der vier Ausgangsspannungen angeben bzw. bezeichnend hierfür sind, über die Signalleitung 170 zu der ECU 110.
Wie in 2B gezeigt ist, besitzt der IC-Chip 160 eine Konfiguration mit einer Daten-Verarbeitungseinheit 160A und einer Spannungs-Erfassungseinheit 160B. Wenn ein Spannungs-Erfassungsbefehl empfangen wird, bewirkt die Daten-Verarbeitungseinheit 160A, dass die Spannungs-Erfassungseinheit 160B den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der in dem Block 150B enthaltenen vier Zellen 150 berechnet, und basierend auf dem Durchschnitt der Ausgangsspannungen Spannungs-Daten erzeugt. Zusätzlich überträgt die Daten-Verarbeitungseinheit 160A den von der ECU 110 versendeten Spannungs-Erfassungsbefehl und von den anderen ICs versendete Spannungs-Daten.
Die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 ist eine Schaltung, welche den Gesamtwert (Stapelspannung) der Ausgangsspannungen von einer Gesamtheit oder 16 Zellen 150 erfasst, welche in den vier in dem Stapel 120 oder 130 enthaltenen Blöcken 150B (vier Zellen 150 in jedem Block 150B) enthalten sind (1).
Daten, welche die durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasste Stapelspannung angeben, werden in die Spannungs-Steuerungseinheit 110A des Mikrocomputers 111 eingegeben. Die Stapelspannung wird durch die ECU 110 verwendet, um zu ermitteln, auf welchem Pfad der Signalleitung 170, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B, eine Unterbrechung entstanden ist.
Die Stapelspannungs-Erfassungsschaltung 113, eine Schaltung, die in der Lage ist, die End-Zu-End-Spannungen der 16 in Reihe geschalteten Zellen 150 zu erfassen, enthält einen Widerstand mit einem vorbestimmten Widerstandswert, und gibt das Spannungssignal, welches die End-Zu-End-Spannung angibt, zu dem Mikrocomputer 111 aus. Die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasst eine Spannung auf einer Stapel(120, 130)-Basis. Daher ist die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 derart konfiguriert, dass diese die Stapelspannung des Stapels 120 und des Stapels 130 erfasst.
Nachstehend ist der Datenfluss bei der ECU 110 und IC1 bis IC4 mit Bezug auf 3 beschrieben.
3 ist eine Abbildung, welche den Datenfluss bei der ECU 110 und den IC1 bis IC4 in der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform zeigt. In 3 entspricht die horizontale Achse einer Zeitachse.
In der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform wird der Spannungs-Erfassungsbefehl sequenziell bzw. der Reihe nach von der ECU 110 zu jedem der IC1 bis IC4 gesendet. Danach sendet jeder der IC4, IC3, IC2 und IC1 Spannungs-Daten zu der ECU 110, welche den Durchschnitts-Spannungswert der vier Zellen 150 entsprechend diesem IC angeben.
In 3 sind die Blöcke von ECU, IC1, IC2, IC3, IC4, IC4, IC3, IC2, IC1 und ECU gezeigt, um den Fluss des Spannungs-Erfassungsbefehls und der Spannungs-Daten vertikal von oben nach unten anzugeben. Auf der rechten Seite jedes Blocks sind der von dem Block empfangene Spannungs-Erfassungsbefehl und die von dem Block ausgegebenen Spannungs-Daten gezeigt.
Der Spannungs-Erfassungsbefehl und die Spannungs-Daten, in 3 gezeigt, werden im Verlauf von oben nach unten hin zu der rechten Seite geschoben, um den Zeitverlauf anzugeben.
Wie in 3 gezeigt ist, wird der Spannungs-Erfassungsbefehl von der ECU 110 sequenziell zu IC1 bis IC4 übertragen, wie durch Pfeil A angegeben ist. IC1 bis IC4 empfangen den Spannungs-Erfassungsbefehl der Reihe nach.
Nachdem IC4 erreicht ist, wird der Spannungs-Erfassungsbefehl über die Signalleitung 170 erneut sequenziell in der Reihenfolge von IC4, IC3, IC2, IC1 und ECU 110 übertragen (siehe 1 und 2). In dieser Art und Weise kehrt der Spannungs-Erfassungsbefehl zu der ECU 110 zurück. Der Spannungs-Erfassungsbefehl, welcher durch die ECU 110 beim Startpunkt von Pfeil A zu der Signalleitung 170 ausgegeben wird (siehe 1 und 2), ist durch die fett umrandete Box angegeben.
Die ECU 110 sendet den Spannungs-Erfassungsbefehl Reihe nach zu IC1 bis IC4. Dieser Spannungs-Erfassungsbefehl bewirkt, dass IC1 bis IC4 Spannungs-Daten zu der ECU 110 senden, welche den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier Zellen 150 angeben.
Die Verarbeitung, bei welcher die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl der Reihe nach zu IC1 bis IC4 sendet, hat folgende Bedeutung.
So gibt die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl zu der Signalleitung 170 aus, welche eine Daisy-Chain konfiguriert. Der Spannungs-Erfassungsbefehl wird der Reihe nach durch IC1 bis IC4 empfangen. IC1 bis IC4 versenden der Reihe nach Spannungs-Daten zu der ECU 110, wie in 3 gezeigt ist.
In der ersten Ausführungsform werden Daten oder eine Anweisung über IC1 bis IC4 über die Daisy-Chain, welche durch die Signalleitung 170 konfiguriert ist, folgendermaßen übertragen. So werden Daten oder eine Anweisung von IC1 zu höheren Niveaus IC2, IC3 und IC4 übertragen, bei IC4 zurückgeführt (loop-back) und anschließend von IC4 zu niedrigeren Niveaus IC3, IC2 und IC1 übertragen.
Daher sendet IC1 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC2, wenn der Spannungs-Erfassungsbefehl von der ECU 110 empfangen wird. Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC1 empfangen werden, sendet IC2 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC3. Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC2 empfangen werden, sendet IC3 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC4.
Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC3 empfangen werden, bildet IC4 eine Schleife zurück und sendet Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC3. Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC4 empfangen werden, sendet IC3 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC2. Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC3 empfangen werden, sendet IC2 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC1. Wenn Spannungs-Daten oder der Spannungs-Erfassungsbefehl von dem IC2 empfangen werden, sendet IC1 Spannungs-Daten oder den Spannungs-Erfassungsbefehl zu der ECU 110.
Insbesondere wird die vorstehend beschriebene Verarbeitung folgendermaßen durchgeführt. Wenn der IC1 den Spannungs-Erfassungsbefehl empfängt und feststellt, dass dieser an der Reihe ist, schafft dieser Spannungs-Daten, welche den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier entsprechenden Zellen 150 darstellen, und sendet die geschaffenen Spannungs-Daten zu dem nächst höheren Niveau, IC2.
Wenn der IC2 den Spannungs-Erfassungsbefehl empfängt und feststellt, dass dieser an der Reihe ist, schafft dieser Spannungs-Daten, welche den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier entsprechenden Zellen 150 darstellen, und sendet die geschaffenen Spannungs-Daten zu dem nächst höheren Niveau, IC3.
Wenn der IC3 den Spannungs-Erfassungsbefehl empfängt und feststellt, dass dieser an der Reihe ist, schafft dieser Spannungs-Daten, welche den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier entsprechenden Zellen 150 darstellen, und sendet die geschaffenen Spannungs-Daten zu dem nächst höheren Niveau, IC4.
Wenn der IC4 den Spannungs-Erfassungsbefehl empfängt und feststellt, dass dieser an der Reihe ist, schafft dieser Spannungs-Daten, welche den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier entsprechenden Zellen 150 darstellen, und sendet die geschaffenen Spannungs-Daten zu IC3.
In 3 sind Spannungs-Daten, welche durch IC4, IC3, IC2 und IC1 zu der Signalleitung 170 (siehe 1 und 2) ausgegeben werden, durch eine fett umrandete Box angegeben.
Wenn der Spannungs-Erfassungsbefehl empfangen wird, senden IC1, IC2, IC3 und IC4 Spannungs-Daten, der Reihe nach beginnend mit IC1, über die Signalleitung 170 zu deren höheren Niveaus IC2, IC3 und IC4, wie in 3 gezeigt.
Das heißt, zunächst sendet IC1, welcher sich auf dem niedrigstem Niveau befindet, die Spannungs-Daten auf dessen vier entsprechenden Zellen 150 über die Signalleitung 170 zu dessen höheren Niveaus, IC2, IC3 und IC4, wie durch Pfeil B1 gezeigt ist. Danach bewegen sich die Spannungs-Daten von IC4 durch IC3, IC2 und IC1 erneut über die Signalleitung 170 und erreichen die ECU 110.
Nachfolgend sendet IC2, welcher sich ein Niveau höher als IC1 befindet, die Spannungs-Daten auf dessen vier entsprechenden Zellen 150 über die Signalleitung 170 zu dessen höheren Niveaus, IC3 und IC4, wie durch Pfeil B2 gezeigt ist. Danach bewegen sich die Spannungs-Daten von IC4 durch IC3, IC2 und IC1 erneut über die Signalleitung 170 und erreichen die ECU 110.
Nachfolgend sendet IC3, welcher sich ein Niveau höher als IC2 befindet, die Spannungs-Daten auf dessen vier entsprechenden Zellen 150 über die Signalleitung 170 zu dessen höherem Niveau, IC4, wie durch Pfeil B3 gezeigt ist. Danach bewegen sich die Spannungs-Daten von IC4 durch IC3, IC2 und IC1 erneut über die Signalleitung 170 und erreichen die ECU 110.
Zuletzt sendet IC4, welcher sich auf dem höchsten Niveau befindet, die Spannungs-Daten auf dessen vier entsprechenden Zellen 150 über die Signalleitung 170 zu IC3, wie durch Pfeil B4 gezeigt ist. Danach erreichen die Spannungs-Daten die ECU 110 über IC3, IC2 und IC1.
Nachdem die auf der durch die Signalleitung 170 gebildeten Daisy-Chain übertragenen Spannungs-Daten bei IC4 zurückgeschleift werden, erlangt jeder der IC1 bis IC4 Spannungs-Daten auf den anderen ICs.
Insbesondere erlangt IC4 Spannungs-Daten auf IC1 bis IC3, welche in 3 grau angegeben sind. Das heißt, nach der Rückschleife bei IC4 auf der Daisy-Chain erlangt IC4 die Spannungs-Daten auf IC1 bis IC3.
IC3 erlangt Spannungs-Daten auf IC1, IC2 und IC4, welche in 3 grau angegeben sind. Das heißt, nach der Rückschleife bei IC4 auf der Daisy-Chain erlangt IC3 die Spannungs-Daten auf IC1, IC2 und IC4.
IC2 erlangt Spannungs-Daten auf IC1, IC3 und IC4, welche in 3 grau angegeben sind. Das heißt, nach der Rückschleife bei IC4 auf der Daisy-Chain erlangt IC2 die Spannungs-Daten auf IC1, IC3 und IC4.
IC1 erlangt Spannungs-Daten auf IC2, IC3 und IC4, welche in 3 grau angegeben sind. Das heißt, nach der Rückschleife bei IC4 auf der Daisy-Chain erlangt IC1 die Spannungs-Daten auf IC2, IC3 und IC4.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform ein IC von höherem Niveau Spannungs-Daten auf den ICs mit niedrigerem Niveau erhalten. Dies liegt daran, da jeder der ICs beginnend mit IC1 auf dem niedrigstem Niveau die Spannungs-Daten auf dessen vier entsprechenden Zellen 150 über die Signalleitung 170 der Reihe nach zu den ICs auf dessen Seite mit höherem Niveau sendet, wie vorstehend beschrieben ist.
Das heißt, da IC1, IC2 und IC3 Spannungs-Daten über die Signalleitung 170 zu den ICs auf der Seite mit höherem Niveau ausgeben, kann jeder der IC1 bis IC4 Spannungs-Daten auf allen IC1 bis IC4 erhalten, nachdem die auf der Signalleitung 170 übertragenen Spannungs-Daten bei IC4 zurückgeschleift werden.
Dies ermöglicht es allen IC1 bis IC4, den Durchschnitt von Spannungswerten unter Verwendung von Spannungs-Daten auf allen IC1 bis IC4 zu berechnen.
Daher sieht die erste Ausführungsform die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A und die Batterieeinheit 100 vor, welche die Spannung wirtschaftlich steuern können.
Der Spannungs-Daten-Sendepfad in der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A kann ebenso dem in 4 gezeigten entsprechen.
4 ist eine Abbildung, welche einen Spannungs-Daten-Sendepfad in der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in einem weiteren Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt.
In 4 wird der Spannungs-Erfassungsbefehl der Reihe nach von der ECU 110 zu jedem der IC1 bis IC4 gesendet. Danach sendet jeder der IC4, IC3, IC2 und IC1 Spannungs-Daten zu der ECU 110, welche die Spannung der Zellen 150 angeben.
Wie in 4 gezeigt ist, wird der Spannungs-Erfassungsbefehl von der ECU 110 der Reihe nach zu IC1 bis IC4 übertragen, wie durch Pfeil C angegeben ist. IC1 bis IC4 empfangen den Spannungs-Erfassungsbefehl der Reihe nach.
Nachdem der Spannungs-Erfassungsbefehl IC4 erreicht, wird dieser über die Signalleitung 170 erneut der Reihe nach zu IC4, IC3, IC2, IC1 und der ECU 110 übertragen (siehe 1 und 2).
Wenn der Spannungs-Erfassungsbefehl empfangen wird, sendet jeder der IC4, IC3, IC2 und IC1 Spannungs-Daten zu der ECU 110, welche die durch den IC überwachten Ausgangsspannungen der Zellen 150 angeben. In 4 sind Spannungs-Daten, welche durch IC4, IC3, IC2 und IC1 zu der Signalleitung 170 ausgegeben werden (siehe 1 und 2), durch eine fett umrandete Box angegeben.
Folglich erreichen die von IC4 ausgegebenen Spannungs-Daten die ECU 110 über IC3, IC2 und IC1, wie durch Pfeil D1 angegeben ist. Spannungs-Daten, welche von IC3 ausgegeben werden, erreichen die ECU 110 über IC2 und IC1, wie durch Pfeil D2 angegeben ist.
Spannungs-Daten, welche von IC2 ausgegeben werden, erreichen die ECU 110 über IC1, wie durch Pfeil D3 angegeben ist. Spannungs-Daten, welche von IC1 ausgegeben werden, erreichen die ECU 110, wie durch Pfeil D4 angegeben ist.
Das heißt, IC3 kann Spannungs-Daten auf IC4 erhalten, IC2 kann Spannungs-Daten auf IC4 und IC3 erhalten und IC1 kann Spannungs-Daten auf IC4, IC3 und IC2 erhalten.
Die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A kann das in 4 gezeigte Übertragungsverfahren verwenden, obwohl das in 3 gezeigte Übertragungsverfahren die Spannung wirtschaftlicher steuern kann wie das in 4 gezeigte.
Nachfolgend beschreibt das Nachstehende mit Bezug auf 5, wie Daten durch das Daten-Übertragungsverfahren, wie in 3 gezeigt, übertragen werden, wenn eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B (siehe 2) zwischen IC4 und IC3 entstanden ist.
5 ist eine Abbildung, welche den Daten-Übertragungs-Status zeigt, wenn eine Unterbrechung auf der Signalleitung 170 (siehe 2) zwischen IC4 und IC3 entstanden ist.
In 5A wird der Spannungs-Erfassungsbefehl über die Signalleitung 170 entlang Pfeil A von der Oberseite zur Unterseite der Figur von der ECU 110 zu IC1 bis IC4 übertragen.
Dieser Spannungs-Erfassungsbefehl bewirkt, dass jeder der IC1 bis IC3 dessen Spannungs-Daten der Reihe nach über die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zu den ICs auf der Seite mit höherem Niveau als dessen eigenes überträgt. IC4 gibt Spannungs-Daten auf IC4 zu der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B aus, um dessen Spannungs-Daten zu IC3 zu übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt, falls auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B (siehe 2) zwischen IC4 und IC3 eine Unterbrechung entstanden ist, wie in 5A gezeigt, können Daten nicht auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B von IC4 zu IC3 übertragen werden. Daher können der Spannungs-Erfassungsbefehl, durch Pfeil A angegeben, und Spannungs-Daten auf IC1 bis IC4, durch die Pfeile B1 bis B4 angegeben, nicht auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B von IC4 zu IC3 übertragen werden.
In 5A geben der Spannungs-Erfassungsbefehl und die Spannungs-Daten, welche beide durch eine unterbrochene Linie angegeben sind, diejenigen an, welche aufgrund der Unterbrechung zwischen IC4 und IC3 nicht auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B übertragen werden können.
Solch eine Unterbrechung verhindert, falls entstanden, dass der Spannungs-Erfassungsbefehl zu ECU 110 zurückkehrt. Die Unterbrechung verhindert außerdem, dass Spannung-Daten auf IC1 bis IC4 die ECU 110 erreichen.
Wenn auf der Signalleitung 170 keine Unterbrechung vorliegt, hängt die Zeit von dem Zeitpunkt, zu welchem die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl zu IC1 bis IC4 sendet, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl empfängt, von der Pfadlänge der Signalleitung 170 und der Verarbeitungsgeschwindigkeit von IC1 bis IC4 ab. Während dieser Phase wird der Spannungs-Erfassungsbefehl auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A über IC1 bis IC4, und anschließend auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B übertragen.
Daher ermittelt die ECU 110 in der ersten Ausführungsform, falls der Spannungs-Erfassungsbefehl nicht innerhalb einer vorbestimmten Phase beginnend bei dem Zeitpunkt, zu welchem dieser zu IC1 bis IC4 gesendet wird, empfangen wird, dass auf der Signalleitung 170 eine Unterbrechung entstanden ist.
Wenn ermittelt wird, dass auf der Signalleitung 170 eine Unterbrechung entstanden ist, sendet die ECU 110 den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung 170 zu IC1 bis IC4, um IC1 bis IC4 in den Test-Modus zu versetzen.
Wenn ein IC aus den IC1 bis IC4 den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung 170 von ECU 110 empfängt und während des Test-Modus eine Antwort auf eine Anforderung von der ECU 110 zurückgeben möchte, gibt dieser die Antwort über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zurück. Das heißt, in diesem Fall schaltet der IC, welcher den Test-Modus-Befehl empfängt, anstelle des Ausgebens der Antwort zu den ICs auf der Seite mit höherem Niveau als dessen eigenes Niveau über die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A, das Übertragungs-Ziel um und gibt die Antwort zu den ICs auf der Seite mit niedrigerem Niveau als dessen eigenes über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B aus.
Wenn zwei oder mehrere ICs der IC1 bis IC4 den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung 170 von der ECU 110 empfangen, gibt jeder dieser ICs, welcher den Test-Modus-Befehl empfängt, eine Antwort über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B aus, nachdem die Wartezeit, welche sich bei den ICs unterscheidet, verstrichen ist.
Die ECU 110 identifiziert in dem Test-Modus eine Unterbrechungsposition auf der Signalleitung 170 basierend auf den von den ICs (ICs von IC1 bis IC4 auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition) empfangenen Antworten. Die ECU 110 kann identifizieren, zwischen welchen ICs von IC1 bis IC4 auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A und/oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B eine Unterbrechung entstanden ist. Die Gründe hierfür liegen darin, dass der Spannungs-Erfassungsbefehl auch wenn eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist, weder zu der ECU 110 zurückkehrt, noch die Spannungs-Daten auf IC1 bis IC4 die ECU 110 erreichen, wie in dem Fall, wenn eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B entstanden ist, wie in 5A gezeigt ist. Wenn eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist, sendet die ECU 110 außerdem den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung 170 zu IC1 bis IC4, welcher die IC1 bis IC4 in den Test-Modus versetzt.
Nach der Identifikation, zwischen welchen ICs von IC1 bis IC4 auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A und/oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B eine Unterbrechung entstanden ist, versendet die ECU 110 den Wiederherstellungs-Modus-Befehl, welcher die ICs in den Wiederherstellungs-Modus versetzt, die sich auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition befinden. Dieser Wiederherstellungs-Modus-Befehl enthält die Informationen, welche die Unterbrechungsposition angeben (Informationen, welche angeben, zwischen welchen zwei ICs die Unterbrechung auf der Signalleitung 170 entstanden ist).
In dem Wiederherstellungs-Modus ermittelt die ECU 110 basierend auf den Spannungs-Daten, welche von den ICs auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition gesendet werden, und der durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 (siehe 2) erfassten Stapelspannung zwischen welchen ICs der IC1 bis IC4 auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B die Unterbrechung entstanden ist.
Das heißt, wie in 5B gezeigt ist, die ECU 110 kann die Unterbrechung A ermitteln, welche auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, und die Unterbrechung B ermitteln, welche auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zwischen IC3 und IC4 entstanden ist.
5A zeigt wie Daten übertragen werden, wenn bei dem in 3 gezeigten Daten-Übertragungsverfahren eine Unterbrechung entstanden ist. Diese Datenübertragung gilt ebenso bei dem in 4 gezeigten Daten-Übertragungsverfahren. Das heißt, wenn bei dem in 4 gezeigten Daten-Übertragungsverfahren eine Unterbrechung entstanden ist, kehrt weder der Spannungs-Erfassungsbefehl zu der ECU 110 zurück, noch erreichen die Spannungs-Daten auf IC1 bis IC4 die ECU 110. Daher sendet die ECU 110, wenn eine Unterbrechung bei dem in 4 gezeigten Daten-Übertragungsverfahren entstanden ist, ebenso den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung 170 zu IC1 bis IC4, und versendet danach den Wiederherstellungs-Modus-Befehl, um den Wiederherstellungs-Modus in gleicher Weise einzustellen, wie wenn eine Unterbrechung bei dem in 3 gezeigten Daten-Übertragungsverfahren entstanden ist.
Nachfolgend ist mit Bezug auf 6 die durch die ECU 110 durchgeführte Steuerungsverarbeitung beschrieben.
6 ist ein Flussdiagramm, welches den Verarbeitungsinhalt der ECU 110 zeigt, wenn auf der Signalleitung 170 der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform eine Unterbrechung entstanden ist.
Die ECU 110 startet die Verarbeitung (Start). Die Verarbeitung wird beispielsweise gestartet, wenn die Zündung eines Fahrzeugs eingeschaltet wird, auf welchem die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A und die Batterieeinheit 100 montiert sind. Diese Verarbeitung kann ebenso durchgeführt werden, wenn die Zündung eines Fahrzeugs abgeschaltet wird.
Die ECU 110 sendet den Spannungs-Erfassungsbefehl zu den IC1 bis IC4 (Schritt S1). Die Verarbeitung in Schritt S1 entspricht der Verarbeitung, bei welcher die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl zu den IC1 bis IC4 sendet.
Hierbei wird angenommen, dass die IC1 bis IC4 durch Identifikatoren unterschieden werden und dass die ECU 110 die Identifikatoren von IC1 bis IC4 bereithält. Wenn Spannungs-Daten zu der ECU 110 gesendet werden, sendet jeder der IC1 bis IC4 dessen Spannungs-Daten zu der ECU 110 mit deren Identifikator in Zusammenhang mit den Spannungs-Daten.
Wenn der Spannungs-Erfassungsbefehl von der ECU 110 empfangen wird, überträgt jeder der IC1 bis IC4 den Spannungs-Erfassungsbefehl zu den ICs auf der Seite mit höherem Niveau als dessen eigenes Niveau und erzeugt gleichzeitig Spannungs-Daten.
Daher empfangen die IC1 bis IC4 der Reihe nach den Spannungs-Erfassungsbefehl, wenn der Spannungs-Erfassungsbefehl während der Verarbeitung in Schritt S1 von der ECU 110 zu den IC1 bis IC4 gesendet wird.
Folglich senden die IC1 bis IC4, welche den Spannungs-Erfassungsbefehl empfangen, der Reihe nach Spannungs-Daten zu der ECU 110.
Nachfolgend ermittelt die ECU 110, ob der Spannungs-Erfassungsbefehl, welcher in der Signalleitung 170 umläuft, innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu dieser zurückkehrt (Schritt S2). Die ECU 110 führt diesen Schritt durch, da, falls auf der Signalleitung 170 kein Fehler vorliegt, der Spannungs-Erfassungsbefehl über die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zu den IC1 bis IC4 übertragen werden sollte, und anschließend über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu der ECU 110 zurückkehren sollte.
Das heißt, durch das Ermitteln in Schritt S2 dahingehend, ob der Spannungs-Erfassungsbefehl zu dieser zurückkehrt, kann die ECU 110 ermitteln, ob auf der Signalleitung 170 eine Unterbrechung vorliegt.
Falls der in der Signalleitung 170 umlaufende Spannungs-Erfassungsbefehl nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu dieser zurückkehrt (S2: NEIN), ermittelt die ECU 110, dass auf der Signalleitung 170 eine Unterbrechung entstanden ist (Schritt S3). Zu diesem Zeitpunkt kann nicht ermittelt werden, wo (zwischen welchen zwei ICs) die Unterbrechung entstanden ist, obwohl ermittelt wird, dass irgendwo auf der Signalleitung 170 eine Unterbrechung vorliegt.
Nachfolgend sendet die ECU 110 den Test-Modus-Befehl zu den IC1 bis IC4 (Schritt S4). Der Test-Modus-Befehl ist ein Modus-Veränderungsbefehl, welcher diejenigen ICs in den Test-Modus versetzt, welche ICs darstellen, die in IC1 bis IC4 enthalten sind und sich auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition befinden.
Der Modus eines IC, welcher den Test-Modus-Befehl empfängt, wird hin zu dem Test-Modus verändert, bei welchem eine Test-Antwort zurückgegeben wird. In dem Test-Modus sendet ein IC eine Antwort über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu der ECU 110. Diese Antwort kann ein Befehl sein, welcher den Identifikator enthält, der einen IC (einen der IC1 bis IC4) identifiziert.
Nachfolgend erfasst die ECU 110 einen IC, welcher auf den Test-Modus-Befehl nicht antwortet, um die Unterbrechungsposition zu identifizieren (Schritt S5).
Falls beispielsweise von den IC1 bis IC3 eine Antwort zurückgegeben wird, von IC4 hingegen nicht, ermittelt die ECU 110, dass zumindest irgendwo auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zwischen IC3 und IC4 eine Unterbrechung entstanden ist.
Wenn die Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, wird der Test-Modus-Befehl nicht zu IC4 übertragen. Wenn die Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, wird der Test-Modus-Befehl zu IC4 übertragen, jedoch werden die Spannungs-Daten auf IC4 nicht zu IC3 und folglich nicht zu der ECU 110 übertragen.
Nachfolgend sendet die ECU 110 den Wiederherstellungs-Modus-Befehl zu IC1 bis IC3 (Schritt S6). Der Wiederherstellungs-Modus ist ein Modus, in welchem die Spannungs-Steuerungsverarbeitung für diejenigen ICs fortgeführt wird, welche sich auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition befinden, mit dem IC, welcher sich am nächsten zu der Unterbrechungsposition befindet, als dem IC mit höchstem Niveau. Der Wiederherstellungs-Modus-Befehl ist ein Befehl, welcher zu einem IC gesendet wird, um den Wiederherstellungs-Modus durchzuführen.
Der Wiederherstellungs-Modus-Befehl enthält Informationen, welche die Unterbrechungsposition angeben (Informationen, welche angeben, zwischen welchen zwei ICs die Unterbrechung auf der Signalleitung 170 entstanden ist). Das heißt, wenn eine Unterbrechung zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, enthält der Wiederherstellungs-Modus-Befehl die Informationen, welche angeben, dass die Unterbrechung zwischen IC3 und IC4 entstanden ist. Die Informationen, welche eine Unterbrechungsposition angeben und in dem Wiederherstellungs-Modus-Befehl enthalten sind, entsprechen den Informationen, welche angeben, zwischen welchen zwei ICs die Unterbrechung auf der Signalleitung 170 entstanden ist, ohne zwischen der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A und der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu unterscheiden.
Wenn eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, ermöglicht es der Wiederherstellungs-Modus-Befehl, falls ausgegeben, dem IC3, sich selbst als der IC mit höchstem Niveau zu erkennen und eine Antwort zu der ECU 110 zu senden. Das heißt, der IC3 sendet dessen Spannung-Daten zu der ECU 110 ohne auf Spannungs-Daten warten zu müssen, welche von dem IC4 gesendet werden sollen.
Der IC4 setzt die Spannungs-Durchschnittsberechnungs-Verarbeitung für dessen vier entsprechende Zellen 150 fort, ohne Spannungs-Daten zu senden.
Die ECU 110 sendet den Zellen-Ausgleichs-Befehl zu IC1 bis IC4, um diese zu veranlassen, die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchzuführen (Schritt S7). Die Zellen-Ausgleichsverarbeitung bezieht sich auf die Verarbeitung, in welcher jeder der IC1 bis IC4 diejenige Zelle 150 auswählt, deren Ausgangsspannung unter den vier Zellen 150 entsprechend dem IC am niedrigsten ist, und die verbleibenden drei Zellen 150 entlädt, so dass die Ausgangsspannungen aller vier Zellen 150 auf die Ausgangsspannung der ausgewählten Zelle 150 eingestellt werden, um die Spannung über die vier Zellen entsprechend dem IC auszugleichen.
Wenn der Zellen-Ausgleichs-Befehl von der ECU 110 empfangen wird, führt jeder der IC1 bis IC4 die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durch, in welcher die drei verbleibenden Zellen 150 entladen werden, um die Ausgangsspannungen von dessen vier entsprechenden Zellen 150 auf die niedrigste Ausgangsspannung der vier Zellen 150 des IC einzustellen.
Nachfolgend überwacht die ECU 110 die Spannungsdifferenz zwischen der Stapelspannung, welche durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasst wird, und dem Gesamtbetrag der Ausgangsspannungen, welche durch die von den ICs auf der Seite niedriger als die Unterbrechungs-Erzeugungsposition angegeben werden (Schritt S8). Das heißt, die ECU 110 überwacht die Differenz zwischen der durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasste Stapelspannung und dem Gesamtbetrag der Spannungen, welche durch die Spannungs-Daten angegeben werden, die über die Signalleitung 170 empfangen werden. Zu beachten ist, dass die Spannungs-Daten bei dieser Ausführungsform den Durchschnitt der Ausgangsspannungen der vier Zellen 150 entsprechend einem IC angeben. Daher überwacht die ECU 110 die Spannungsdifferenz, welche durch Subtrahieren des Gesamtbetrags der Spannungen, welche durch Aufaddieren von viermal der Durchschnittspannung, die durch sämtliche Spannungs-Daten angegeben werden, die von allen ICs auf der Seite niedriger als die Unterbrechungs-Erzeugungsposition gesendet werden, von der Stapelspannung erhalten wird.
Nachfolgend ermittelt die ECU 110, ob die Spannungsdifferenz kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist (Schritt S9). Der durch die Spannungsdifferenz angegebene Spannungswert entspricht dem Gesamtwert der Ausgangsspannungen der Zellen 150 entsprechend den ICs auf Seite höher als die Unterbrechungsposition.
Zu diesem Zeitpunkt, wenn sich die Unterbrechungsposition auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A befindet, wird weder der Zellen-Ausgleichs-Befehl zu den ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition übertragen, noch führen die ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durch. Daher variiert der Zellen-Ausgleichs-Befehl, falls von der ECU 110 ausgegeben, die Ausgangsspannung des Blocks 150B der Zellen 150 entsprechend den ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition kaum.
Andererseits wird der Zellen-Ausgleichs-Befehl, wenn sich die Unterbrechungsposition auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B befindet, zu den ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition übertragen und somit führen die ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition ebenso die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durch. Daher wird die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchgeführt, welche die Ausgangsspannung des Blocks 150B der Zellen 150 entsprechend den ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition verringert, wenn die ECU 110 den Zellen-Ausgleichs-Befehl versendet.
Daher kann der vorbestimmte Spannungswert, welcher für die Ermittlung in Schritt S9 verwendet wird, durch ein Experiment im Vorhinein berechnet werden und für die Verwendung bei der Ermittlung in Schritt S9 in dem Speicher 110B der ECU 110 gespeichert werden.
Falls die Spannungsdifferenz in Schritt S9 durch den vorbestimmten Spannungswert oder durch einen höheren Betrag verringert ist (S9: JA), ermittelt die ECU 110, dass eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B entstanden ist. Daher, falls das Ergebnis in Schritt S9 JA ist, wenn bereits in Schritt S5 ermittelt wird, dass zwischen IC3 und IC4 eine Unterbrechung entstanden ist, identifiziert die ECU 110, dass eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zwischen IC3 und IC4 entstanden ist.
Andererseits, falls die Spannungsdifferenz in Schritt S9 nicht durch den vorbestimmten Spannungswert oder durch einen höheren Betrag verringert ist (S9: NEIN), ermittelt die ECU 110, dass eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist. Daher, falls das Ergebnis in Schritt S9 NEIN ist, wenn in Schritt S5 ermittelt wird, dass eine Unterbrechung zwischen IC3 und IC4 entstanden ist, identifiziert die ECU 110, dass eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zwischen IC3 und IC4 entstanden ist.
Wenn die Verarbeitung in Schritt S10 oder S11 beendet wird, beendet die ECU 110 die Abfolge der Verarbeitung (Ende).
Die ECU 110 kann derart konfiguriert sein, dass diese die Abfolge der Verarbeitung erneut startet (Start), wenn eine vorbestimmte Phase nach der Beendigung der Abfolge der Verarbeitung verstrichen ist.
Falls in Schritt S2 ermittelt wird, dass der in der Signalleitung 170 umgelaufene Spannungs-Erfassungsbefehl innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu der ECU 110 zurückkehrt (S2: JA), wartet die ECU 110 darauf, dass die IC1 bis IC4 Spannungs-Daten übertragen (Schritt S12).
Nachfolgend ermittelt die ECU 110, ob von allen ICs Spannungs-Daten empfangen wurden (Schritt S13). Die ECU 110 vergleicht den in den empfangenen Spannungs-Daten enthaltenen Identifikator mit dem Identifikator jedes IC, welcher in der ECU 110 bereitgehalten wird, um zu ermitteln, ob Spannungs-Daten auf allen ICs erlangt wurden.
Falls ermittelt wird, dass Spannungs-Daten noch nicht auf allen ICs erlangt wurden (S13: NEIN), schreitet die ECU 110 zu Schritt S14 in dem Fluss.
Die ECU 110 ermittelt, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist (Schritt S14). Diese vorbestimmte Zeit kann auf eine Durchschnittszeit eingestellt sein, welche für die IC1 bis IC4 erforderlich ist, um Spannungs-Daten zu erzeugen und die erzeugten Spannungs-Daten zu der ECU 110 zu übertragen. Die vorbestimmte Zeit kann auf eine geeignete Zeit entsprechend der Verwendung der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A eingestellt sein.
Falls die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist (S14: NEIN), kehrt die ECU 110 zu Schritt S12 in dem Fluss zurück. In diesem Schritt wartet die ECU 110 weiterhin darauf, dass die IC1 bis IC4 Spannungs-Daten übertragen.
Falls die vorbestimmte Zeit verstrichen ist (S14: JA), führt die ECU 110 die Steuerung zu Schritt S1 in dem Fluss zurück. Falls Spannungs-Daten auf IC1 bis IC4 nicht in der vorbestimmten Zeit erlangt werden, wiederholt die ECU 110 den Fluss beginnend bei Schritt S1.
Falls in Schritt S13 ermittelt wird, dass die Spannungs-Daten auf allen ICs empfangen wurden, führt die ECU 110 die Steuerung zu Schritt S1 in dem Fluss zurück. Die ECU 110 wiederholt den Fluss beginnend bei Schritt S1, um die IC1 bis IC4 wiederholend zu überwachen.
Die ECU 110 führt die Spannungs-Steuerungsverarbeitung wie vorstehend beschrieben durch.
Nachfolgend ist eine Datenübertragung in dem Test-Modus und dem Wiederherstellungs-Modus mit Bezug auf 7 beschrieben.
7 und 8 sind Abbildungen, welche den Daten-Übertragungspfad in dem Test-Modus und in dem Wiederherstellungs-Modus der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform zeigen. 7 zeigt den Daten-Übertragungspfad in dem Test-Modus und 8 zeigt den Daten-Übertragungspfad in dem Wiederherstellungs-Modus.
In 7 und 8 wird angenommen, dass eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B (siehe 2) zwischen IC3 und IC4 entstanden ist.
Wenn von der ECU 110 versendet, wie in 7 gezeigt, wird der Test-Modus-Befehl auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A (siehe 2) von IC1 zu IC4 übertragen, wie durch Pfeil C angegeben ist, und bei IC4 zurückgeführt.
Im Ansprechen auf den Test-Modus-Befehl senden die IC1 bis IC4 der Reihe nach Antwort-Daten zu der ECU 110, in der Richtung von der Seite mit hohem Niveau hin zu der Seite mit niedrigem Niveau. Die Antwort-Daten enthalten den Identifikator jedes IC. Das Zeitintervall, bei welchem die IC1 bis IC4 Antwort-Daten in dieser Reihenfolge ausgeben, ist länger eingestellt als das in 3 gezeigte Zeitintervall, bei welchem die IC1 bis IC4 Spannungs-Daten ausgeben.
In 7 ist ein Antwort-Datenausgang von jedem IC in dem Test-Modus durch eine fett umrandete Box angegeben.
Das Intervall, bei welchem die in 7 gezeigten Antwortdaten ausgegeben werden (das horizontale Intervall, bei welchem die jeweils durch eine fett umrandete Box angegebenen Antwortdaten in 7 erzeugt werden), ist breiter (länger) eingestellt als das Intervall, bei welchem Spannungs-Daten in 3 ausgegeben werden. Dieses Intervall ist auf diese Art und Weise breiter eingestellt, um zu verhindern, dass die Kommunikation von Antwortdaten, welche von den ICs in der Reihenfolge von IC4 zu IC1 zu der ECU 110 gesendet werden, dupliziert wird.
Das Zeitintervall, bei welchem Antwortdaten in der Reihenfolge von IC4 zu IC1 auf diese Art und Weise ausgegeben werden, wird bei IC1 bis IC4 im Vorhinein eingestellt.
Das Einstellen des Zeitintervalls in dieser Art und Weise ermöglicht es, dass Antwortdaten von IC4, IC3, IC2 und IC1 in dieser Reihenfolge ausgegeben werden.
Bei dem in 7 gezeigten Fall ist eine Unterbrechung jedoch auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B (siehe 2) zwischen IC3 und IC4 entstanden.
Diese Unterbrechung verhindert es, dass Antwortdaten, welche von IC4 versendet werden, von IC3 zu der ECU 110 übertragen werden. Um diesen Zustand zu zeigen, ist in 7 der Pfad, entlang welchem, und die Zeit, bei welcher die von IC4 versendeten Antwortdaten normalerweise zu der ECU 110 übertragen würden, durch unterbrochene Linien angegeben. Falls eine Unterbrechung nicht entstanden wäre, würden die von IC4 zu der ECU 110 gesendeten Antwortdaten entlang Pfeil D1 zu der ECU 110 übertragen werden.
Die von IC3 zu der ECU 110 gesendeten Antwortdaten werden über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu der ECU 110 übertragen. Da diese Übertragung durch die Unterbrechung nicht beeinflusst wird, erreichen die Antwortdaten von IC3 die ECU 110 über IC2 und IC1, wie durch Pfeil D2 angegeben ist.
Falls keine Unterbrechung vorliegt, werden die Antwortdaten von IC3 zu einer Zeit zu der ECU 110 übertragen, welche nicht mit einer Zeit zusammenfällt, bei welcher normalerweise die Antwortdaten von IC4 zu der ECU 110 übertragen werden.
In ähnlicher Art und Weise werden die von IC2 zu der ECU 110 gesendeten Antwortdaten über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu der ECU 110 übertragen. Da diese Übertragung durch die Unterbrechung nicht beeinflusst wird, erreichen die Antwortdaten von IC2 die ECU 110 über IC1, wie durch Pfeil D3 angegeben ist.
Die Antwortdaten von IC2 werden zu einer Zeit zu der ECU 110 übertragen, welche nicht mit einer Zeit zusammenfällt, bei welcher die Antwortdaten von IC3 zu der ECU 110 übertragen werden.
In ähnlicher Art und Weise werden die von IC1 zu der ECU 110 gesendeten Antwortdaten über die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B zu der ECU 110 übertragen. Da diese Übertragung durch die Unterbrechung nicht beeinflusst wird, erreichen die Antwortdaten von IC1 die ECU 110, wie durch Pfeil D4 angegeben ist.
Die Antwortdaten von IC1 werden zu einer Zeit zu der ECU 110 übertragen, welche nicht mit einer Zeit zusammenfällt, bei welcher die Antwortdaten von IC2 zu der ECU 110 übertragen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die ECU 110 durch Senden des Test-Modus-Befehls zu den IC1 bis IC4 und durch Empfangen von Antwortdaten von den IC1 bis IC3 ermitteln, dass auf der Signalleitung (Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder Rückwärtspfad-Signalleitung 170B) zwischen IC3 und IC4 eine Unterbrechung entstanden ist. Das heißt, die ECU 110 kann die Unterbrechungsposition ermitteln.
Nach der Ermittlung der Unterbrechungsposition versendet die ECU 110 den Wiederherstellungs-Modus-Befehl, um den Modus von IC1 bis IC3 hin zu dem Wiederherstellungs-Modus zu verändern. Diese Verarbeitung zum Identifizieren der Unterbrechungsposition entspricht der Verarbeitung des in 6 gezeigten Schrittes S5.
Die ECU 110 versendet den Wiederherstellungs-Modus-Befehl zu IC1 bis IC3. Der Wiederherstellungs-Modus-Befehl enthält die Informationen, welche eine Unterbrechungsposition angeben. Bei dem vorstehenden Beispiel enthält der Wiederherstellungs-Modus-Befehl die Informationen, welche angeben, dass eine Unterbrechung auf der Signalleitung 170 zwischen IC3 und IC4 entstanden ist. Die Informationen, welche die Unterbrechungsposition angeben, werden beispielsweise in dem Wiederherstellungs-Modus-Befehl in einem Bereich einiger Bits gespeichert.
Die IC1 bis IC3 empfangen den Wiederherstellungs-Modus-Befehl und besitzen den hin zu dem Wiederherstellungs-Modus veränderten Modus. Basierend auf dem Wiederherstellungs-Modus-Befehl erkennt der IC3, dass dieser der IC mit dem höchsten Niveau ist, da die Unterbrechung zwischen IC3 und IC4 entstanden ist.
Der Wiederherstellungs-Modus wird durchgeführt, wie in 8 gezeigt ist. Das heißt, wenn die ECU 110 den Spannungs-Erfassungsbefehl zu den IC1 bis IC3 versendet, wie durch Pfeil E angegeben, senden die IC1 bis IC3 Spannungs-Daten in der Reihenfolge von IC3, IC2 und IC1 zu der ECU 110, wie durch die Pfeile F1, F2 und F3 angegeben ist.
Wenn keine Unterbrechung entstanden ist, kann irgendeines der in 3 und 4 gezeigten Übertragungsverfahren verwendet werden. Zu beachten ist, dass obwohl ein IC in dem Wiederherstellungs-Modus arbeitet, dieser Spannungs-Daten zu der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B ausgibt.
Nachdem der Modus auf den Wiederherstellungs-Modus eingestellt ist, führt die ECU 110 die Verarbeitung von Schritt S7 zu Schritt S10 oder zu Schritt S11 durch, welche in 6 gezeigt sind. Nachdem die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchgeführt ist, überwacht die ECU 110 die Spannungsdifferenz und ermittelt gemäß dem Grad der Spannungsdifferenz-Reduktion, auf welcher Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B die Unterbrechung entstanden ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, identifiziert die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform nach dem Erfassen, dass eine Unterbrechung auf der Signalleitung 170 entstanden ist, die Unterbrechungsposition in dem Test-Modus. Nach dem Identifizieren der Unterbrechungsposition tritt die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in den Wiederherstellungs-Modus ein und führt die Spannung-Steuerungsverarbeitung unter Verwendung lediglich derjenigen ICs durch, welche sich auf der Seite niedriger als die Unterbrechungsposition befinden (auf der Seite näher zu der ECU 110).
Nach dem Durchführen der Zellen-Ausgleichsverarbeitung überwacht die ECU 110 die Spannungsdifferenz, um zu ermitteln, auf welche Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B die Unterbrechung entstanden ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, sieht die erste Ausführungsform die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A und die Batterieeinheit 100 vor, welche ermitteln können, auf welchem Verbindungs-Leitungspfad, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, eine Unterbrechung entstanden ist. Mit anderen Worten, die erste Ausführungsform sieht die Batterieüberwachungsvorrichtung 100A und die Batterieeinheit 100 vor, welche ermitteln können, auf welchem Daisy-Chain-Pfad, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, eine Unterbrechung entstanden ist.
Durch das Durchführen der Zellen-Ausgleichsverarbeitung in Schritt S7, wenn die Spannungsdifferenz überwacht wird, können die Spannungen der Zellen 150 entsprechend der ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition relativ früher verringert werden, wenn die Unterbrechung auf dem Rückwärtspfad entstanden ist. Daher ermöglicht es die Zellen-Ausgleichsverarbeitung schnell zu ermitteln, falls durchgeführt, auf welchem Pfad die Unterbrechung entstanden ist.
Die Zellen-Ausgleichsverarbeitung braucht jedoch nicht immer durchgeführt zu werden. Das heißt, die ECU 110 kann ermitteln, auf welchem Verbindungs-Leitungspfad, einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, eine Unterbrechung entstanden ist, ohne die Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchführen zu müssen.
Der Grund hierfür ist folgender. Nachdem eine Unterbrechung entstanden ist, überträgt die ECU 110 weiterhin den Spannungs-Erfassungsbefehl zu den IC1 bis IC4. Wenn eine Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B entstanden ist, wird der Spannungs-Erfassungsbefehl ebenso zu den ICs auf der höheren Seite im Vergleich zu der Unterbrechungsposition übertragen und die ICs auf der Seite höher als die Unterbrechungsposition führen im Ansprechen auf den Befehl die Verarbeitung durch, um Spannungs-Daten zu der ECU 110 zu übertragen. Daher wird die Ausgangsspannung der Zellen 150 entsprechend der ICs auf der höheren Seite im Vergleich zu der Unterbrechungsposition verringert, und die durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasste Stapelspannung wird verringert.
Andererseits wird, wenn eine Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist, weder der Spannungs-Erfassungsbefehl zu den ICs auf der höheren Seite im Vergleich zu der Unterbrechungsposition übertragen, noch führen die ICs auf der höheren Seite im Vergleich zu der Unterbrechungsposition die Verarbeitung durch. Daher wird die Ausgangsspannung der Zellen 150 entsprechend der ICs auf der höheren Seite im Vergleich zu der Unterbrechungsposition nicht verringert, und die durch die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 erfasste Stapelspannung wird so gut wie nicht verändert.
Daher, wenn die Zellen-Ausgleichsverarbeitung in Schritt S7 nicht durchgeführt wird, folgt auf Schritt S6 unmittelbar Schritt S8, in welchem die Spannungsdifferenz überwacht wird, um zu ermitteln, auf welcher Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B, die Unterbrechung entstanden ist.
Obwohl in dem vorstehenden Modus jeder der Stapel 120 und 130 vier IC-Chips 160 (IC1 bis IC4) enthält, kann ein Stapel (120, 130) mehr IC-Chips 160 enthalten. In ähnlicher Art und Weise kann ein Stapel (120, 130) drei oder weniger IC-Chips 160 enthalten.
<Zweite Ausführungsform>
9 ist eine Abbildung, welche eine Verbindungsschaltung 200 einer Batterieüberwachungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die Batterieüberwachungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform in dem Ermittlungsverfahren, welches verwendet wird, um zu ermitteln, auf welcher Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B, eine Unterbrechung entstanden ist. Da die weitere Konfiguration ähnlich zu der Konfiguration der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A (siehe 2) in der ersten Ausführungsform ist, wird für die gleiche Komponente das gleiche Bezugszeichen verwendet und auf die detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Die Verbindungsschaltung 200 ist zwischen den Signalleitungen 170A und 170B zwischen IC1 und IC2 eingefügt, welche in 2 gezeigt sind. Die Verbindungsschaltung 200 ist zwischen den Signalleitungen 170A und 170B, außerdem zwischen IC2 und IC3 und zwischen IC3 und IC4 eingefügt. Beide Signalleitungen 170A und 170B werden dazu verwendet, um ein Differentialsignal zu übertragen, und in der Figur ist ein Paar von Signalleitungen 170A und ein Paar von Signalleitungen 170B gezeigt.
Die Verbindungsschaltung 200 enthält ein Paar von Eingangsanschlüssen 201A, ein Paar von Ausgangsanschlüssen 201B, ein Paar von Ausgangsanschlüssen 202A, ein Paar von Eingangsanschlüssen 202B, Komparatoren 203A und 203B, ein Paar von Widerständen 204A, ein Paar von Widerständen 204B, Schalter bzw. Schaltelemente 205A und 205B, Stromquellen 206A und 206B, ein Paar von Widerständen 207A, ein Paar von A/D-Wandlern 208A und eine logische Schaltung 209.
Bei diesen Komponenten ist eine Komponente mit dem Index A eine Komponente mit Bezug auf die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A, und eine Komponente mit dem Index B ist eine Komponente mit Bezug auf die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B. Eine Komponente ohne Index (logische Schaltung 209) ist eine Komponente mit Bezug auf sowohl die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A als auch die Rückwärtspfad-Signalleitung 170B.
Zu dem Paar von Eingangsanschlüssen 201A wird von einem IC auf der Seite mit niedrigerem Niveau oder von der ECU 110 ein Signal eingegeben. In der Verbindungsschaltung 200 ist das Paar von Eingangsanschluss 201A mit dem invertierten Eingangsanschluss und dem nicht invertierten Eingangsanschluss des Komparators 203A und mit dem Paar von Widerstanden 204A verbunden.
Der Komparator 203A vergleicht das zu dem invertierten Eingangsanschluss eingegebene Signal und das zu dem nicht invertierten Eingangsanschluss eingegebene Signal, um den Schalter 205A mit dem Signal (1) anzutreiben, welches das Vergleichsergebnis angibt. Das Signal (1) wird außerdem zu der logischen Schaltung 209 eingegeben. Das Signal (1) stellt das durch das Paar von Signalleitungen 170A übertragene Differentialsignal dar.
Der Schalter 205A wählt einen der Widerstände 207A des Paares als das Ziel, mit welchem die Stromquelle 206A verbunden wird. Der Schalter 205A wird durch das von dem Komparator 203A ausgegebene Signal (1) angetrieben.
Die Stromquelle 206A ist in einer Art und Weise verbunden, dass der Strom von dem mit dem Schalter 205A verbundenen Widerstand 207A abgeführt wird.
Das Paar von A/D-Wandlern 208A wandelt die End-Zu-End-Spannung des Paares von Widerständen 207A entsprechend auf einen Digitalwert und sendet den gewandelten Digitalwert zu der logischen Schaltung 209.
Die logische Schaltung 209 arbeitet synchron mit dem durch den Komparator 203A ausgegebenen Signal (1), um den von dem Paar von A/D-Wandlern 208A empfangenen Spannungswert zu überwachen.
Zu dem Paar von Eingangsanschlüssen 202B wird ein Signal von einem IC auf der Seite mit höherem Niveau eingegeben. In der Verbindungsschaltung 200 ist das Paar von Eingangsanschlüssen 202B mit dem invertierten Eingangsanschluss und dem nicht invertierten Eingangsanschluss des Komparators 203B und mit dem Paar von Widerständen 204B verbunden.
Der Komparator 203B vergleicht das zu dem invertierten Eingangsanschluss eingegebene Signal und das zu dem nicht invertierten Eingangsanschluss eingegebene Signal, um den Schalter 205B mit dem Signal (2) anzutreiben, welches das Vergleichsergebnis angibt. Das Signal (2) wird außerdem zu der logischen Schaltung 209 eingegeben. Das Signal (2) stellt das Differentialsignal dar, welches durch das Paar von Signalleitungen 170B übertragen wird.
Der Schalter 205B wählt einen der Ausgangsanschlüsse 201B von dem Paar als das Ziel aus, mit welchem die Stromquelle 206B verbunden wird. Der Schalter 205B wird durch das durch den Komparator 203B ausgegebene Signal (2) angetrieben.
Die Stromquelle 206B ist in einer Art und Weise verbunden, dass der Strom zu dem mit dem Schalter 205B verbundenen Paar von Ausgangsanschlüssen 201B geführt wird.
Wenn ein Signal in der Verbindungsschaltung 200, wie der vorstehend beschriebenen, von einem IC auf der Seite mit niedrigerem Niveau oder der ECU 110 zu einem IC auf der Seite mit höherem Niveau übertragen wird, entnimmt die Stromquelle 206A den Strom von dem Paar von Signalleitung 170A auf dem Vorwärtspfad, welcher mit dem Paar von Ausgangsanschlüssen 202A verbunden ist, über das Paar von Widerständen 207A und den Schalter 205A.
Das heißt, bei dieser Ausführungsform führt die ECU 110 wie bei der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform zunächst die Verarbeitung zu Schritt S5 durch, um zu identifizieren, ob zwischen IC1 und IC2, zwischen IC2 und IC3 oder zwischen IC3 und IC4, in 2 gezeigt, eine Unterbrechung entstanden ist. Danach ermittelt die ECU 110 basierend darauf, ob die logische Schaltung 209 in der Verbindungsschaltung 200, was der Position entspricht, bei welche die Unterbrechung entstanden ist, eine Spannungsvariation erfasst, auf welchem Pfad der Signalleitung 170, dem Vorwärtspfad oder dem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist. Insbesondere wenn die entsprechende logische Schaltung 209 eine Spannungsvariation erfasst, ermittelt die ECU 110, dass auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A keine Unterbrechung entstanden ist. Mit anderen Worten, die ECU 110 ermittelt, dass die Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B entstanden ist.
Andererseits führt die ECU 110 die Verarbeitung zu Schritt S5 durch und identifiziert eine Unterbrechungsposition, und anschließend ermittelt die ECU 110, dass die Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist, wenn die logische Schaltung 209 in der entsprechenden Verbindungsschaltung 200 keine Spannungsvariation erfasst. Es kann jedes Verfahren verwendet werden, um ein Ergebnis zu der ECU 110 zu übertragen, welches durch die entsprechende logische Schaltung 209 erfasst wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die ECU 110 ermitteln, auf welcher Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B, eine Unterbrechung entstanden ist.
In dieser Art und Weise sieht die zweite Ausführungsform eine Batterieüberwachungsvorrichtung und eine Batterieeinheit vor, welche ermitteln können, auf welchem Verbindungs-Leitungspfad, dem Vorwärtspfad oder dem Rückwärtspfad, eine Unterbrechung entstanden ist.
<Dritte Ausführungsform>
10 ist eine Abbildung, welche eine Batterieüberwachungsvorrichtung 300A in einer dritten Ausführungsform zeigt. Die in 10A gezeigte Batterieüberwachungsvorrichtung 300A besitzt eine ähnliche Konfiguration wie diese der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme davon, dass die Stapel-Spannungs-Erfassungsschaltung 113 von der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A entfernt ist und ein Kondensator 311 bei der ECU 310 hinzugefügt ist. Da die übrige Konfiguration ähnlich der Konfiguration der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform ist, wird für die gleiche Komponente das gleiche Bezugszeichen verwendet und auf die detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Die ECU 310 enthält den Mikrocomputer 111, den Isolator 112 und einen Kondensator 311. Ein Ende des Kondensators 311 ist mit dem Punkt verbunden, bei welchem die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A bei IC4 durch eine Signalleitung 320 zurückgeschleift bzw. zurückgeführt wird, und das andere Ende ist mit dem Mikrocomputer 111 verbunden. Das heißt, die Signalleitung 320 verbindet die ECU 310 mit dem IC4, welcher dem IC entspricht, welcher von der ECU 310 am weitesten entfernt liegt. Der von der ECU 310 am weitesten entfernt gelegene IC ist der IC mit dem höchsten Niveau auf der Daisy-Chain, was in diesem Beispiel dem IC4 entspricht.
Der Kondensator 311 ist derart vorgesehen, um zu dem Mikrocomputer 111 lediglich die AC-Komponenten des Signals zu senden, welche von dem Punkt übertragen werden, bei welchem die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A bei IC4 über die Signalleitung 320 zurückgeführt wird.
Daher ermittelt die ECU 310 wie bei der Batterieüberwachungsvorrichtung 100A in der ersten Ausführungsform, wenn die ECU 310 die Verarbeitung zu Schritt S5 durchführt und eine Unterbrechungsposition identifiziert, und die ECU 310 danach das Signal über den Kondensator 311 empfängt, dass auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A keine Unterbrechung entstanden ist. Dies liegt daran, da in diesem Fall das von der ECU 310 über die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zu den IC1 bis IC4 übertragene Signal den IC4 mit höchstem Niveau erreicht. In diesem Fall ermittelt die ECU 310, dass die Unterbrechung auf der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B entstanden ist.
Andererseits, wenn die ECU 310 die Verarbeitung zu Schritt S5 durchführt und eine Unterbrechungsposition identifiziert, und die ECU 310 danach das Signal über den Kondensator 311 nicht empfängt, ermittelt die ECU 310, dass die Unterbrechung auf der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A entstanden ist. Dies liegt daran, da in diesem Fall das von der ECU 310 über die Vorwärtspfad-Signalleitung 170A zu den IC1 bis IC4 übertragene Signal den IC4 mit höchstem Niveau nicht erreicht.
Es ist ebenso möglich zu ermitteln, auf welcher Signalleitung, der Vorwärtspfad-Signalleitung 170A oder der Rückwärtspfad-Signalleitung 170B, eine Unterbrechung entstanden ist, wie vorstehend beschrieben.
In dieser Art und Weise sieht die Dritte Ausführungsform eine Batterieüberwachungsvorrichtung 300A und eine Batterieeinheit vor, welche ermitteln können, auf welchem Verbindungs-Leitungspfad, dem Vorwärtspfad oder dem Rückwärtspfad, eine Unterbrechung entstanden ist.
Obwohl die Batterieüberwachungsvorrichtung und die Batterieeinheit in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen möglich sind, ohne von den Ansprüchen abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-050176 A [0002]

Claims

Batterieüberwachungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine erste Steuerungseinheit (110), welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (110) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit (113), welche eine Stapelspannung erfasst, die einer Gesamtspannung der in den Batteriestapeln enthaltenen Mehrzahl von Batteriezellen entspricht, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches über die Signalleitung (170) von der ersten Steuerungseinheit (110) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (110) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn das Antwortsignal nicht innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) empfangen wird, und basierend auf einer Differenz zwischen der Stapelspannung und einem Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung (170), einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist, wobei die Stapelspannung durch die Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit (113) erfasst wird, und der Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen durch die von den zweiten Steuerungseinheiten (160) über die Signalleitung (170) empfangenen Spannungs-Daten angegeben wird.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn ermittelt wird, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, die erste Steuerungseinheit (110) über die Signalleitung (170) einen Befehl versendet, welcher bewirkt, dass die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) eine Zellen-Ausgleichsverarbeitung durchführen.
Batterieüberwachungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine erste Steuerungseinheit (110), welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (110) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Strom-Erfassungseinheit (200), welche in einem Vorwärtspfad-Abschnitt der Signalleitung (170) zwischen jeweils zwei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) vorgesehen ist, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches über die Signalleitung (170) von der ersten Steuerungseinheit (110) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (110) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) empfangen wird, und basierend auf einem Erfassungsergebnis der Strom-Erfassungseinheit (200) zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung (170), einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist.
Batterieüberwachungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine erste Steuerungseinheit (310), welche außerhalb einer Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet ist, die jeweils Batteriezellen enthalten; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (310) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Verbindungsleitung (320), welche eine von der ersten Steuerungseinheit (310) am weitesten entfernt gelegene zweite Steuerungseinheit (160) und die erste Steuerungseinheit (310) miteinander verbindet, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches über die Signalleitung (170) von der ersten Steuerungseinheit (110) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (310) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) empfangen wird, und gleichzeitig die erste Steuerungseinheit (310) ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Rückwärtspfad der Signalleitung (170) entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung (320) Sendedaten von derjenigen zweiten Steuerungseinheit (160) empfangen werden, welche von der ersten Steuerungseinheit (310) am weitesten entfernt liegt, und ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Vorwärtspfad der Signalleitung (170) entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung (320) keine Sendedaten von der zweiten Steuerungseinheit (160) empfangen werden.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Steuerungseinheit (110; 310) über die Signalleitung (170) einen Test-Modus-Befehl zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) sendet, wenn ermittelt wird, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wobei der Test-Modus-Befehl einem Befehl entspricht, welcher die zweiten Steuerungseinheiten (160) in einen Test-Modus versetzt.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Steuerungseinheit (160) aus der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung (170) von der ersten Steuerungseinheit (110; 310) empfängt, über einen Rückwärtspfad der Signalleitung (170) eine Antwort versendet, wenn die zweiten Steuerungseinheit (160) die Antwort im Ansprechen auf eine Anforderung von der ersten Steuerungseinheit (110; 310) während eines Test-Modus versendet.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei, wenn es eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) aus der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten gibt, welche den Test-Modus-Befehl über die Signalleitung (170) von der ersten Steuerungseinheit (110; 310) empfangen, die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche den Test-Modus-Befehl empfangen, die Antwort über den Rückwärtspfad der Signalleitung (170) versenden, nachdem eine Wartezeit verstrichen ist, wobei sich die Wartezeit bei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) unterscheidet.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Steuerungseinheit (110; 310) eine Unterbrechungsposition auf der Signalleitung (170) basierend auf der von den zweiten Steuerungseinheiten (160) während des Test-Modus empfangenen Antwort identifiziert.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Steuerungseinheit (110; 310) nach dem Identifizieren der Unterbrechungsposition einen Wiederherstellungs-Modus-Befehl versendet, wobei der Wiederherstellungs-Modus-Befehl einem Befehl entspricht, welcher die zweiten Steuerungseinheiten (160) in einen Wiederherstellungs-Modus versetzt.
Batterieüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Wiederherstellungs-Modus-Befehl Informationen enthält, welche die Unterbrechungsposition angeben.
Batterieeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine Mehrzahl von Batteriestapeln (120, 130), welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit (110), welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln (120; 130) angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (110) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit (113), welche eine Stapelspannung erfasst, die einer Gesamtspannung der in den Batteriestapeln enthaltenen Mehrzahl von Batteriezellen entspricht, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit (110) über die Signalleitung (170) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (110) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn das Antwortsignal nicht innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) empfangen wird, und basierend auf einer Differenz zwischen der Stapelspannung und einem Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung (170), einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist, wobei die Stapelspannung durch die Stapel-Spannungs-Erfassungseinheit (113) erfasst wird, und der Gesamtbetrag von Ausgangsspannungen durch die von den zweiten Steuerungseinheiten (160) über die Signalleitung (170) empfangenen Spannungs-Daten angegeben wird.
Batterieeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine Mehrzahl von Batteriestapeln (120, 130), welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit (110), welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln (120; 130) angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungsdaten auszugeben, welche die erfasste Spannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (110) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Strom-Erfassungseinheit (200), welche in einem Vorwärtspfad-Abschnitt der Signalleitung (170) zwischen jeweils zwei der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) vorgesehen ist, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit (110) über die Signalleitung (170) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (110) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) empfangen wird, und basierend auf einem Erfassungsergebnis der Strom-Erfassungseinheit (200) zusätzlich ermittelt, auf welchem Pfad der Signalleitung (170), einem Vorwärtspfad oder einem Rückwärtspfad, die Unterbrechung entstanden ist.
Batterieeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: eine Mehrzahl von Batteriestapeln (120, 130), welche jeweils Batteriezellen enthalten; eine erste Steuerungseinheit (310), welche außerhalb der Mehrzahl von Batteriestapeln (120; 130) angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160), welche in jedem der Mehrzahl von Batteriestapeln angeordnet sind, um eine Ausgangsspannung der Batteriezellen zu erfassen und anschließend Spannungs-Daten auszugeben, welche die Ausgangsspannung angeben; eine Signalleitung (170), welche die Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) und die erste Steuerungseinheit (310) in einem Daisy-Chain-Modus verbindet; und eine Verbindungsleitung (320), welche eine von der ersten Steuerungseinheit (310) am weitesten entfernt gelegene zweite Steuerungseinheit (160) und die erste Steuerungseinheit (310) miteinander verbindet, wobei jede der zweiten Steuerungseinheiten (160) ein Datensignal empfängt, welches von der ersten Steuerungseinheit (110) über die Signalleitung (170) versendet wird, und im Ansprechen auf das Datensignal ein Antwortsignal versendet, und die erste Steuerungseinheit (310) ermittelt, dass auf der Signalleitung (170) eine Unterbrechung entstanden ist, wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase nachdem das Datensignal über die Signalleitung (170) zu der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) gesendet wird, über die Signalleitung (170) keine Antwort von der Mehrzahl von zweiten Steuerungseinheiten (160) empfangen wird, und gleichzeitig die erste Steuerungseinheit (310) ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Rückwärtspfad der Signalleitung (170) entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung (320) Sendedaten von derjenigen zweiten Steuerungseinheit (160) empfangen werden, welche von der ersten Steuerungseinheit (310) am weitesten entfernt liegt, und ermittelt, dass die Unterbrechung auf einem Vorwärtspfad der Signalleitung (170) entstanden ist, wenn über die Verbindungsleitung (320) keine Sendedaten von der zweiten Steuerungseinheit (160) empfangen werden.