JP2016540412A - 同期化されたユニットを有する通信システム及びそのユニットの同期化方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、通信ラインに故障が発生したとき、通信システムに含まれたユニットを同期化できる通信システム及び同期化方法に関する。本発明による通信システムは、マスターユニットからデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に全ユニットが同期化され、スレーブユニットは、前記マスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、フリーランＡＤＳＹＮＣを出力し、前記スレーブユニットは、複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力した場合、出力されたフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。

Description

本発明は、通信システム及び同期化方法に関し、より詳しくは、通信ラインに故障が発生したとき、通信システムに含まれたユニットを同期化できる通信システム及び同期化方法に関する。
本出願は、２０１３年１０月１６日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１２３４９７号に基づく優先権を主張するものであり、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電動モーターによって駆動する電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に用いられている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
前記電気自動車などに適用されるバッテリーパックは、通常、複数の単位セル（ｃｅｌｌ）を含むバッテリーモジュールが直列または並列に接続された構造を有する。そして、前記単位セルは、正極及び負極集電体、セパレータ、活物質、電解液、包装材などを含み、構成要素間の電気化学的反応によって充放電可能な構造を有する。
また、一般に、前記バッテリーパックには、モーターなどの駆動負荷に対する電力供給の制御、電流または電圧などの電気的特性値の測定、充放電制御、電圧の平滑化（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）制御、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などを推定するためのアルゴリズムが適用され、二次電池の状態をモニタリングし制御するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が含まれる。
一方、近来、複数のバッテリーモジュールが直列または並列に接続されるマルチモジュール構造を有するバッテリーパックが普遍的に使用されるようになり、それに伴って各モジュール毎にＢＭＳを独立的に設け、ＢＭＳの相互関係を１つのマスターと複数のスレーブ関係に設定してバッテリーモジュールを統合的に制御する方法が用いられている。
マスターＢＭＳとして設定されたマスターユニットは、バッテリーパックの充放電中に全バッテリーモジュールの状態をモニタリングするために、スレーブＢＭＳとして設定されたスレーブユニットと通信して、それぞれのスレーブユニットが管理するバッテリーモジュールに対する電気的状態情報（電圧、電流、温度など）を集め、電圧の平滑化やバッテリーシステム保護などのために必要な制御命令やスレーブユニットで必要とするデータを伝達する。
このようなデータの送受信のために、マスターユニットとスレーブユニットとは通信ラインを介して接続され、前記通信ラインによる通信プロトコルを使用してデータを送受信する。これに関する従来技術として、韓国特許出願公開第１０−２０１２−００４９２２５号公報（特許文献１）の段落［００２７］を参照すれば、ＳＰＩポートを介してユニットがデータを送受信することが開示されている。
一方、前記ＳＰＩ通信プロトコルは、データ送受信のためのラインとクロックラインとして少なくとも２以上の通信ラインを必要とする。したがって、これら通信ラインのいずれか１つに断線などの故障が発生した場合、他の通信ラインが正常に接続されていても、それ以上のデータ通信は不可能になる。
一方、ＵＡＲＴ通信プロトコルなどを使用すれば、１つの通信ラインで通信する構成も可能である。しかし、この場合にもＣＰＵなどの故障で通信不能になる場合が生じ得る。
通信不能な場合にもユニットが同期化されていれば、電圧測定や自己診断などが正しく行われ、また外部からそのデータの内容を分かり易い。
また、通信が可能な場合にも同期化されていない状態では、各スレーブユニットが電圧を測定するか又は自己診断するタイミングがずれて、電圧測定などが正しく行われないか又は電圧測定などによって取得したデータが役立たないこともある。
したがって、通信システムに含まれたすべてのユニットが同期化されて動作及びデータ送受信できるようにする方法が必要となる。
韓国特許出願公開第２０１２−００４９２２５号明細書
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、通信ラインに故障が発生したとき、通信システムに含まれたユニットを同期化できる通信システム及び同期化方法を提供することを目的とする。
上記の課題を達成するために、本発明による通信システムは、信号線を介して隣接スレーブユニットに接続された複数のスレーブユニットと、信号線を介して複数の通信装置に接続されたマスターユニットとを含み、前記スレーブユニットは、前記マスターユニットからデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に全ユニットが同期化され、前記スレーブユニットは、前記マスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、フリーラン（ｆｒｅｅ−ｒｕｎ）ＡＤＳＹＮＣを出力し、前記スレーブユニットは、前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力した場合、出力されたフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
本発明の一実施態様によれば、前記ＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間及びデータ伝送区間のスタートポイントで信号のロジックレベルが変化する。
この場合、前記スレーブユニットは、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
本発明の一実施態様によれば、前記複数のスレーブユニットは、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存している。この場合、前記複数のスレーブユニットは、前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化される。
前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることは、同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことを意味し得る。
本発明による通信システムは、前記通信システムと、前記通信システムのスレーブユニットに接続された二次電池とを含むバッテリーパックの一構成要素になり得る。このとき、前記スレーブユニットは、前記二次電池の充放電を制御するバッテリー管理装置を含むことができる。
本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーパックと、前記バッテリーパックから電力の供給を受ける負荷とを含むバッテリー駆動システムの一構成要素になり得る。
また、上記の課題を達成するために、本発明による通信システム内ユニットの同期化方法は、信号線を介して隣接スレーブユニットに接続された複数のスレーブユニットと、信号線を介して前記複数のスレーブユニットに接続されたマスターユニットとを含む通信システムにおける前記スレーブユニットの同期化方法であって、（ａ）前記マスターユニットからデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記複数のスレーブユニットの全ユニットが前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に同期化される段階と、（ｂ）前記マスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する段階と、（ｃ）前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力した場合、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される段階とを含む。
本発明の一実施態様によれば、前記（ｃ）段階では、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
本発明の一実施態様によれば、前記複数のスレーブユニットは、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存し、前記（ａ）段階では、前記複数のスレーブユニットが前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化される。
前記（ａ）段階で、前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることは、同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことを意味し得る。
本発明の一態様によれば、信号線の一部に断線などの問題が生じても、他の信号線を用いてデータを送受信することができる。
本発明の別の態様によれば、ＡＤＳＹＮＣをフリーランに同期化することで、各種の測定、自己診断などを同期化して行うことができる。また、同期化されたデータを外部に伝達することができる。
本発明のさらに別の態様によれば、一時的な通信問題に対処可能であるので、システム全体が止まることを防止することができる。
本明細書に添付される以下の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするためのものであって、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態による通信システムの構成を概略的に示したブロック図である。 信号線に断線が発生した場合を模式的に示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるＡＤＳＹＮＣの構成を示した波形図である。 本発明によってマスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力された場合を示したブロック図である。 本発明によってマスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力された場合、同期化されたスレーブユニットのＡＤＳＹＮＣの波形図である。 本発明の一実施形態によってデータ伝送準備区間及びＡＤＳＹＮＣ周期が予め設定された場合、同期化されたスレーブユニットのＡＤＳＹＮＣの波形図である。 本発明の一実施形態によってスレーブユニットの間にフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する様子を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によってスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣの波形図である。 本発明の一実施形態による同期化されたフリーランＡＤＳＹＮＣの波形図である。 本発明の一実施形態による通信システム内ユニットの同期化方法を示したフロー図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないので、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図１は、本発明の一実施形態による通信システム１００の構成を概略的に示したブロック図である。
図１を参照すれば、本発明による通信システム１００は、マスターユニット１０及び複数のスレーブユニット１１，１２，１３を含む。図１には３つのスレーブユニット１１，１２，１３が示されているが、本発明によるスレーブユニットの個数は多様であり得、図示された例示に本発明が制限されることはない。
前記マスターユニット１０とそれぞれのスレーブユニット１１，１２，１３とは信号線１４を介して接続される。また、前記スレーブユニット１１，１２，１３同士も信号線１５を介して接続される。前記信号線１４，１５はデータ送受信のための電気的接続を提供する。
説明の便宜上、本発明による通信システム１００は二次電池を含むバッテリーパックと仮定する。前記スレーブユニット１１，１２，１３には複数の二次電池（図示せず）が接続され、各スレーブユニット１１，１２，１３には前記二次電池の充放電を制御するバッテリー管理装置（図示せず）が含まれている。前記バッテリー管理装置は、各二次電池セルの電圧または電流を含む電気的特性値の測定、充放電制御、電圧の平滑化制御、ＳＯＣの推定など、当業者であれば適用できる多様な制御機能を行う。したがって、前記スレーブユニット１１，１２，１３は、自身が担当する二次電池の状態に関するデータを前記信号線１４を介して前記マスターユニット１０に送信するか、又は、前記マスターユニット１０から前記二次電池の充放電に係わる制御信号を受信することができる。
図１を参照すれば、前記マスターユニット１０とそれぞれのスレーブユニット１１，１２，１３とは３本の信号線１４で接続されたことが確認できる。平常時、前記マスターユニット１０とそれぞれのスレーブユニット１１，１２，１３とは２以上の信号線１４を介してデータを送受信する。このとき、前記マスターユニット１０とスレーブユニット１１，１２，１３はＳＰＩ通信プロトコルを使用することができる。
図２は、信号線１４に断線が発生した場合を模式的に示したブロック図である。
図２を参照すれば、前記マスターユニット１０とスレーブユニット１１，１２，１３との間にそれぞれ接続された３本の信号線のうちそれぞれ２本の信号線が断線したことが確認できる。上述したＳＰＩ通信プロトコルは、ＤＡＴＡ送信及び受信のためのラインとクロックラインとして少なくとも２以上の信号線を必要とする。
一方、ＵＡＲＴ通信プロトコルなどを使用すれば、１つの通信ラインで通信する構成も可能である。しかし、この場合にもＣＰＵなどの故障で通信不能になる場合が生じ得る。
通信不能な場合にもユニットが同期化されていれば、電圧測定や自己診断などが正しく行われ、また外部からそのデータの内容を分かり易い。
一方、通信が可能な場合にも同期化されていない状態では、各スレーブユニットが電圧を測定するか又は自己診断するタイミングがずれて、電圧測定などが正しく行われないか又は電圧測定などによって取得されたデータが役立たない。以下、同期化されていない場合の問題の１つを例を挙げて説明する。
例えば、マスターユニット１０が各スレーブユニット１１，１２，１３に電圧の平滑化制御のために現在の電圧を測定し、その電圧値を伝送することを命令した場合を仮定してみる。スレーブユニット１１，１２，１３同士が同期化されていなければ、各スレーブユニット１１，１２，１３は相異なる時点で電圧を測定し、相異なる時点で測定された電圧値を持ってマスターユニット１０は電圧の平滑化制御を命令することになる。その結果、効果的な電圧の平滑化を達成できなくなる恐れがある。したがって、このような問題を防止するために通信システム１００に含まれたユニット同士の同期化が必要となる。
本発明による通信システム１００は、ＡＤＳＹＮＣという通信プロトコルを用いてユニット同士の同期化を行う。
また、本発明による通信システム１００は、ＡＤＳＹＮＣで同期化した後、１本のラインで通信可能な方式（ＵＡＲＴ通信プロトコルなど）の通信を重ね合わせることもできる。そして、重ね合わせられた通信方式（ＵＡＲＴ通信プロトコルなど）でデータを送受信することができる。正常時のデータ通信は前記ＳＰＩなどで行うが、断線などでＳＰＩが通信不能な場合はＡＤＳＹＮＣを使用して通信できるようになる。すなわち、残った１本の通信線で同期化と通信が可能になる。最悪の場合、ＣＰＵの故障などで通信不能になっても同期化だけは可能であるので、上述した様々な効果を期待できる。通信を重ね合わせる例として、予め設定された送信準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を用いる。この方法は非常に簡単な通信の重ね合わせであるので、詳細な説明は省略する。
図３は、本発明の一実施形態によるＡＤＳＹＮＣの構成を示した波形図である。
前記ＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成す。前記データ伝送準備区間とデータ伝送区間とを区分するために、ＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間及びデータ伝送区間のスタートポイントで信号のロジックレベルが変化する。本発明の一実施形態によれば、前記データ伝送準備区間は高ロジックレベル信号（Ｈ）で、前記データ伝送区間は低ロジックレベルの信号（Ｌ）で出力され得る。前記高ロジックレベルは５Ｖ、低ロジックレベルは０Ｖに設定され得るが、本発明がこの例示に限定されることはない。一方、図示されたデータ伝送準備区間は予め設定された最小幅であり、１周期は予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅であると理解すれば良い。
前記ＡＤＳＹＮＣによって同期化されたユニットは、前記データ伝送準備区間では電圧の測定、故障診断など伝送しようとするデータを収集することができる。そして、前記ＡＤＳＹＮＣによって同期化されたユニットは、前記データ伝送区間では収集したデータを予め設定された幅内で送受信することができる。図３に示されたように、初めには電圧値、中間は診断値、最後にバランシング制御など多様な設定が可能である。
一方、後述されるＡＤＳＹＮＣ周期とは、前記データ伝送準備区間とデータ伝送区間とからなる１周期の信号を意味する（ＡＤＳＹＮＣ周期＝データ伝送準備区間＋データ伝送区間）。
本発明によれば、前記スレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に全ユニットが同期化される。
図４は、本発明によってマスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力された場合を示したブロック図である。
図４を参照すれば、断線されていない信号線１４を介して前記マスターユニット１０がＡＤＳＹＮＣを出力したことが確認できる。図４のように、マスターユニット１０とスレーブユニット１１，１２，１３との間の信号線１４のうち断線されていない信号線があって、前記マスターユニット１０が正常に動作している場合、前記マスターユニット１０が出力したＡＤＳＹＮＣによって前記スレーブユニット１１，１２，１３が同期化される。
図５は、本発明によってマスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力された場合、同期化されたスレーブユニット１１，１２，１３のＡＤＳＹＮＣの波形図である。
図５の（ａ）ないし（ｃ）を参照すれば、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期と同一にスレーブユニット１１，１２，１３のＡＤＳＹＮＣが同期化されていることが確認できる。
本発明の一実施形態によれば、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存している。そして、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化される。
前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されるとのことは、同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことを意味し得る。理解の便宜上、図６を参照して説明する。
図６は、本発明の一実施形態によってデータ伝送準備区間及びＡＤＳＹＮＣ周期が予め設定された場合、同期化されたスレーブユニット１１，１２，１３のＡＤＳＹＮＣの波形図である。
まず、図６の上端には、予め設定されたデータ伝送準備区間ｉとＡＤＳＹＮＣ周期ｉｉとがロジックレベルで示されている。図示したデータ伝送準備区間は予め設定された最小幅ｉであり、前記ＡＤＳＹＮＣ１周期は予め設定された最小幅ｉｉであると理解すれば良い。
図６の（ａ）を参照すると、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間及びＡＤＳＹＮＣ周期が予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉよりも大きいことが確認できる。したがって、スレーブユニット１１，１２，１３は、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣと同一に同期化される。
図６の（ｂ）を参照すると、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅は予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉよりも小さく、ＡＤＳＹＮＣ周期はＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことが確認できる。この場合、スレーブユニット１１，１２，１３は、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉを有し、前記マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣの周期幅及び同じＡＤＳＹＮＣに同期化される。
図６の（ｃ）を参照すると、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣの周期幅ともに予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉよりも小さいことが確認できる。この場合、スレーブユニット１１，１２，１３は、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉに同期化される。ただし、次のＡＤＳＹＮＣは、予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉの後に現れたマスターユニット１０のデータ伝送準備区間のスタートポイント（Ｘ地点）に同期化され得る。
すなわち、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉよりもマスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が大きい場合、スレーブユニット１１，１２，１３は、マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣに同期化される。一方、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉよりもマスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が小さい場合、スレーブユニット１１，１２，１３は、前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉ及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅ｉｉを確保するように同期化される。
一方、図６の（ａ）〜（ｃ）に示したｉｉｉ区間ではデータを追加（重ね合わせ）して送受信することができる。前記ｉｉｉ区間には様々な波形が付け加えられてもＡＤＳＹＮＣに影響を及ぼさないので、通信波形を重ね合わせることができる。したがって、前記ｉｉｉ区間にＵＡＲＴやその他の通信プロトコルによる信号を追加（重ね合わせ）してデータの送受信することができる。
前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅ｉは、スレーブユニット１１，１２，１３が収集すべきデータの量、スレーブユニット１１，１２，１３の性能、伝送されるデータの量、信号線１４，１５の通信能力などを考慮して多様に設定され得る。
本発明によれば、前記スレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、フリーランＡＤＳＹＮＣを出力する。
図７は、本発明の一実施形態によってスレーブユニット１１，１２，１３の間にフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する様子を示したブロック図である。
図７を参照すれば、前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力されない状況である。前記マスターユニット１０がＡＤＳＹＮＣを出力しないことは、前記マスターユニット１０内のＣＰＵが一時的に又は永久的に機能を喪失した場合であり得る。この場合、スレーブユニット１１，１２，１３は、マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力されないことを確認し、前記スレーブユニット１１，１２，１３同士を接続する信号線１５を通じてフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する。本明細書においてフリーランＡＤＳＹＮＣとは、スレーブユニット１１，１２，１３同士を同期化するための予備信号である。
図８は、本発明の一実施形態によってスレーブユニット１１，１２，１３が出力したフリーランＡＤＳＹＮＣの波形図である。
図８を参照すれば、＃１スレーブユニット１１ないし＃３スレーブユニット１３が出力したそれぞれのフリーランＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が異なることが確認できる。各スレーブユニット１１，１２，１３のフリーランＡＤＳＹＮＣは、前記信号線１５を介して全てのスレーブユニット１１，１２，１３同士が確認することができる。
このとき、本発明による前記スレーブユニット１１，１２，１３は、出力されたフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
本発明の一実施形態によれば、前記スレーブユニット１１，１２，１３は、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
図９は、本発明の一実施形態による同期化されたフリーランＡＤＳＹＮＣの波形図である。
図８及び図９を参照すれば、図８から、＃１スレーブユニット１１のデータ伝送準備区間の幅が最も小さく、フリーランＡＤＳＹＮＣの１周期が最も短いことが確認できる。したがって、本発明の一実施形態によって、前記＃１スレーブユニット１１のフリーランＡＤＳＹＮＣに前記＃２スレーブユニット１２及び前記＃３スレーブユニット１３のフリーランＡＤＳＹＮＣが同期化されることを図９から確認できる。
一方、本発明による通信システム１００は、前記通信システム１００と、前記通信システム１００のスレーブユニット１１，１２，１３に接続された二次電池とを含むバッテリーパックの一構成要素になり得る。このとき、前記スレーブユニットには、前記二次電池の充放電を制御するバッテリー管理装置が含まれ得る。
本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーパックと、前記バッテリーパックから電力の供給を受ける負荷とを含むバッテリー駆動システムの一構成要素になり得る。
前記バッテリー駆動システムの一例としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自転車（Ｅ−Ｂｉｋｅ）、電動工具（Ｐｏｗｅｒ ｔｏｏｌ）、電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、無停電電源装置（ＵＰＳ）、携帯用パソコン、携帯電話、携帯用オーディオ装置、携帯用ビデオ装置などが挙げられる。前記負荷の一例としては、バッテリーパックが供給する電力によって回転力を提供するモーター、またはバッテリーパックが供給する電力を各種の回路部品が要する電力に変換する電力変換回路が挙げられる。
以下、上述した通信システム１００内ユニットの同期化方法を説明する。ただし、前記通信システム１００の構成については上述したので、繰り返される説明は省略する。
図１０は、本発明の一実施形態による通信システム内ユニットの同期化方法を示したフロー図である。
まず、段階２０において、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０からデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力されるか否かを判断する。前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力される場合（段階２０の「はい」）、段階２１に移行する。一方、前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力されない場合（段階２０の「いいえ」）、段階２２に移行する。
段階２２において、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３はフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する。そして、段階２３に移行する。段階２３において、前記複数のスレーブユニットは、出力されたフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。
本発明の一実施形態によれば、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される。そして、プロセスを終了する。
一方、段階２０で前記マスターユニット１０からＡＤＳＹＮＣが出力され（段階２０の「はい」）、段階２１に移行した場合を説明する。
段階２１において、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存しているか否かを判断する。前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３に予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅が保存されている場合（段階２１の「はい」）、段階２４に移行する。一方、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３に予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅が保存されていない場合（段階２１の「いいえ」）、段階２５に移行する。
段階２５において、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に全ユニットが同期化される。そして、プロセスを終了する。
一方、段階２１で前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３に予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅が保存されていて（段階２１の「はい」）、段階２４に移行した場合を説明する。
段階２４において、前記複数のスレーブユニット１１，１２，１３は、前記マスターユニット１０から出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化される。
本発明の一実施形態によって前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されるとのことは、同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことを意味し得る。
本発明によれば、信号線の一部に断線などの問題が生じても、他の信号線を用いてデータを送受信することができる。また、本発明の別の態様によれば、ＡＤＳＹＮＣをフリーランに同期化することで、各種測定、自己診断などを同期化して遂行することができる。そして、同期化されたデータを外部に伝達することができる。さらに、一時的な通信問題に対処可能であるので、システム全体が止まることを防止することができる。
一方、本発明の説明において、図１、図２、図４、及び図７に示された本発明の各構成は、物理的に区分される構成要素ではなく、論理的に区分される構成要素であると理解されねばならない。
すなわち、各構成要素は、本発明の技術思想を実現するための論理的な構成要素に該当するので、各構成要素が統合または分離されても、本発明の論理構成が果たす機能を実現できれば、本発明の範囲内であると解釈されねばならず、同一または類似機能を果たす構成要素であれば、その名称の一致の如何とは関係なく、本発明の範囲内であると解釈されねばならないことは勿論である。
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれらによって限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者にとって、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは勿論である。
１０ マスターユニット
１１，１２，１３ スレーブユニット
１４，１５ 信号線
１００ 通信システム

Claims (14)

  1. 通信システムであって、
    信号線を介して隣接スレーブユニットに接続された複数のスレーブユニットと、
    信号線を介して前記複数のスレーブユニットに接続されたマスターユニットと
    を含み、
    前記スレーブユニットは、前記マスターユニットからデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に全ユニットが同期化され、
    前記スレーブユニットは、前記マスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、フリーランＡＤＳＹＮＣを出力し、
    前記スレーブユニットは、前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力した場合、出力されたフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化されることを特徴とする通信システム。
  2. 前記ＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間及びデータ伝送区間のスタートポイントで信号のロジックレベルが変化することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 前記スレーブユニットは、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化されることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  4. 前記複数のスレーブユニットは、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存し、
    前記複数のスレーブユニットは、前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  5. 前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることは、
    同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、
    同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことである請求項４に記載の通信システム。
  6. 前記データ伝送区間にＡＤＳＹＮＣの外に他の通信プロトコルを重ね合わせてデータを伝送することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の通信システムと、
    前記通信システムのスレーブユニットに接続された二次電池と
    を含み、
    前記スレーブユニットには、前記二次電池の充放電を制御するバッテリー管理装置が含まれることを特徴とするバッテリーパック。
  8. 請求項７に記載のバッテリーパックと、
    前記バッテリーパックから電力の供給を受ける負荷と
    を含むことを特徴とするバッテリー駆動システム。
  9. 通信システム内ユニットの同期化方法であって、前記通信システムは、信号線を介して隣接スレーブユニットに接続された複数のスレーブユニットと、信号線を介して前記複数のスレーブユニットに接続されたマスターユニットとを含み、
    （ａ）前記マスターユニットからデータ伝送準備区間とデータ伝送区間とが１つの周期を成すＡＤＳＹＮＣが出力された場合、前記複数のスレーブユニットの全ユニットが前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣの周期に同期化される段階と、
    （ｂ）前記マスターユニットからＡＤＳＹＮＣが出力されない場合、前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力する段階と、
    （ｃ）前記複数のスレーブユニットがフリーランＡＤＳＹＮＣを出力した場合、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちいずれか１つのフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化される段階と
    を含むことを特徴とする通信システム内ユニットの同期化方法。
  10. 前記ＡＤＳＹＮＣは、データ伝送準備区間及びデータ伝送区間のスタートポイントで信号のロジックレベルが変化することを特徴とする請求項９に記載の通信システム内ユニットの同期化方法。
  11. 前記（ｃ）段階では、前記複数のスレーブユニットが出力したフリーランＡＤＳＹＮＣのうちデータ伝送準備区間の幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の幅が最も小さいフリーランＡＤＳＹＮＣに同期化されることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム内ユニットの同期化方法。
  12. 前記複数のスレーブユニットは、予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅を保存し、
    前記（ａ）段階では、前記複数のスレーブユニットが前記マスターユニットから出力されたＡＤＳＹＮＣを基準に前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることを特徴とする請求項９に記載の通信システム内ユニットの同期化方法。
  13. 前記（ａ）段階で、前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅及びＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅と連携して同期化されることは、
    同期化されたＡＤＳＹＮＣのデータ伝送準備区間の幅が前記予め設定されたデータ伝送準備区間の最小幅よりも大きく、
    同期化されたＡＤＳＹＮＣ周期も前記予め設定されたＡＤＳＹＮＣ周期の最小幅よりも大きいことである請求項１２に記載の通信システム内ユニットの同期化方法。
  14. （ｄ）前記データ伝送区間にＡＤＳＹＮＣの外に他の通信プロトコルを重ね合わせてデータを伝送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の通信システム内ユニットの同期化方法。
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