JP2021072473A - 通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、複数の中間管理装置と複数の末端管理装置とを備える通信システムでは、特定のある1つの周波数帯を用いるため、時分割で通信を行う必要があり、通信効率を向上させることが困難である、という課題が見出された。
[1.第1実施形態]
[1.構成]
<全体構成>
本実施形態に係る通信システム100の構成について、図1及び図2を参照して説明する。通信システム1は、車両V1に搭載されている。通信システム1は、複数の管理装置2と、複数の電池モジュール3とを備える。
図1に戻り説明を続ける。管理装置2は、アンテナ21と、後述する複数帯域通信装置としての無線通信部22と、管理制御部23と、管理間通信部29と、を備える。複数帯域通信装置とは、後述するように、通信システム100にて管理装置2と末端装置4との通信に使用する予め定められた複数の異なる周波数帯である第1の周波数帯及び第2の周波数帯を用いて通信を行うように構成された通信装置をいう。以下でいう、通信システム100にて使用する複数の周波数帯とは、上述の、通信システム100にて管理装置2と末端装置4との通信に使用する予め定められた複数の異なる周波数帯をいう。
無線通信部22は、アンテナ21を介して、複数の電池モジュール3それぞれが備える末端装置4との間で、通信システム100にて使用する複数の周波数帯の無線通信信号を送受信する。つまり、アンテナ21は、通信システム100にて使用する複数の周波数帯の無線通信信号を送受信するアンテナであり得る。通信システム100にて使用する複数の周波数帯は、例えば高UHF帯(すなわち、数GHz)であってもよい。
送受切替スイッチ401は、3つの端子を備える。3つの端子のうち1つの端子はスイッチ225に接続され、1つの端子は送信部404に接続され、1つの端子は受信部406に接続される。送受切替スイッチ401は、送信部404を選択する状態、送信周波数切替器405を選択する状態、及び停止状態といった3つの状態から1つを、管理制御部23からの切替信号に従って選択する。ここでいう停止状態とは、送信部404及び受信部406の両方を選択しない状態、もしくは終端された状態をいう。
上述のように、第2の送受信部222は、第1の送受信部221と同様に構成されており、第2の送受信部222では第2の周波数帯が使用される点が、第1の送受信部221と異なる。
管理間通信部29は、管理間通信装置として機能する装置である。管理間通信装置とは、自管理装置が他の管理装置との間で通信を行うための通信装置である。自管理装置とは、管理装置自身をいう。他の管理装置とは、他のグループが備える管理装置をいう。他のグループとは、通信システム100が備える複数のグループ(すなわち、第1のグループ1a及び第2のグループ1b)のうち、自管理装置が属さないグループをいう。
管理制御部23は、CPU26、ROM、RAM、及びフラッシュメモリ等の半導体メモリ(以下、メモリ)27を含むマイコン25を備える。管理制御部23は、CPU26が非遷移有形記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより、図5に示すような各機能を実現する。メモリ27が、コンピュータプログラムを格納する非遷移有形記録媒体に該当する。また、このコンピュータプログラムの実行により、コンピュータプログラムに対応する方法が実行される。
電池管理部61は、無線通信部22を用いて、通信システム100が備える複数のグループのうち自管理装置が属するグループが備える少なくとも1つの末端装置4との間で、自管理装置が属するグループの割当周波数帯で通信を行うように構成される。
出力部63は、メモリ27に記憶した電池情報を、通信システム1の外部装置に出力する。外部装置は、例えば、車両V1が備える電子制御装置であってもよい。
メモリ27には、対応情報が記憶されている。対応情報とは、複数の末端装置4のそれぞれを識別するための識別情報と、複数の末端装置4のそれぞれが属するグループと、複数のグループそれぞれの割当周波数帯と、を対応付けた情報である。
図1に戻り説明を続ける。上述のように、通信システム1は、複数の電池モジュール3を備え、1つの電池モジュール3は末端装置4と複数の電池セル5とを備える。末端装置4は、それぞれ同様に構成されている。1つの末端装置4は、アンテナ41と、無線通信部42と、末端制御部43と、を備える。
無線通信部42は、アンテナ41を介して、通信システム1が備える管理装置2との間で、上述の通信システム100にて使用する複数の周波数帯を使用し、無線通信信号を送受信する。
ところで、末端装置4が備える無線通信部は、更に、非特定通信装置を備えるように構成されてもよい。非特定通信装置とは、自末端装置が属さない他のグループに割り当てられた割当周波数帯を用いて通信を行うように構成された通信装置をいう。本実施形態の無線通信部42は、後述するように特定通信装置に加えて更に非特定通信装置を備えており、特定通信装置のみが作動し、非特定通信装置が常に作動を停止するように構成されている。
但し、無線通信部42では、無線通信部22とは異なり、スイッチ225の端子は、アンテナ21ではなくアンテナ41に接続される。また、無線通信部42では、スイッチ225、第1の送受信部221が備える送受切替スイッチ401、第2の送受信部222が備える送受切替スイッチ401は、末端制御部43からの切替信号に従って接続する端子を選択する。
無線通信部42bが備える第2の送受信部222とアンテナ41bとが特定通信装置に相当し、第1の送受信部221とアンテナ41bとが非特定通信装置に相当する。
但し、無線通信部42の構成は、これに限定されるものではない。無線通信部42は、例えば、後述する変形例や、その他種々の態様で構成することができる。
末端制御部43は、CPU46、メモリ47を含むマイコン45を備える。末端制御部43は、CPU46が非遷移有形記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより、図5に示すような各機能を実現する。メモリ47が、コンピュータプログラムを格納する非遷移有形記録媒体に該当する。また、このコンピュータプログラムの実行により、コンピュータプログラムに対応する方法が実行される。
電池情報取得部71は、予め定められた周期(以下、情報取得周期)で、電池セル5から電池情報を取得しメモリ47に記憶する。ここでは、上述のように電池セル5の両端における電圧値が取得される。なお、情報取得周期は、後述する末端側管理周期よりも短い周期であり得る。
[2.処理]
<管理制御部23が実行する処理>
<管理処理>
管理制御部23の電池管理部61が実行する管理処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。管理処理は上述の電池管理周期で繰り返し実行される。
管理制御部23は、S150では、全ての末端装置4についてS110−S140の処理(すなわち、電池情報を送信させ、送信された電池情報をメモリ27に記憶する処理)を実行したか否かを判断する。
管理制御部23の監視部62が実行する監視処理について、図8に示すフローチャートを用いて説明する。監視処理は、上述の管理処理と並行して、所定の周期で繰り返し実行される。
管理制御部23は、S230では、動作確認信号を送信してから所定時間が経過したか否かを判断する。管理制御部23は、所定時間が経過していない場合は処理をS220へ移行させ、所定時間が経過している場合は処理をS250へ移行させる。
管理制御部23は、S290では、他のグループが備える全ての末端装置4についてS250−S280の処理(すなわち、電池情報を送信させ、送信された電池情報をメモリ27に記憶する処理)を実行したか否かを判断する。ここで、管理制御部23は、他のグループが備える全ての末端装置4について上述の処理を実行していないと判断された場合に、処理をS250へ移行させる。そして、管理制御部23は、S250−S290の処理を繰り返す。
末端制御部43が実行する処理について、図9に示すフローチャートを用いて説明する。
末端制御部43は、S300では、自グループの割当周波数帯の無線通信信号を受信するように、切替部64に実行指示を出力して、無線通信部42を設定する。
上述のように構成された通信システム100の作動を説明する。なお、以下の説明では、自管理装置は管理装置2aであり、自末端装置は末端装置4aであり、他の管理装置は管理装置2bであり、他のグループに属する他の末端装置が末端装置4bである例、を具体例として説明する。なお、以下の例では、自グループは第1のグループ1aであり、他のグループは第2のグループ1bである。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(3a)第1のグループ1aが備える管理装置2a及び第2のグループ1bが備える管理装置2bのそれぞれは、第1の周波数帯及び第2の周波数帯を用いて通信を行うように構成された複数帯域通信装置としての無線通信部22a、22bを備える。第1のグループ1aが備える末端装置4a及び第2のグループ1bが備える末端装置4bのそれぞれは、自末端装置が属するグループに割り当てられた割当周波数帯を用いて通信を行うように構成された特定通信装置としての無線通信部42a、42bを備える。第1の周波数帯及び第1の周波数帯とは異なる第2の周波数帯のうち、第1のグループ1aには第1の周波数帯が割当周波数帯として割り当てられており、第2のグループ1bには第2の周波数帯が割当周波数帯として割り当てられている。
(3e)通信システム100では、第1のグループ1aが備える管理装置2a及び第2のグループ1bが備える管理装置2bのうち上述の異常判断部を備える管理装置2は、異常時通信部を備える。異常時通信部としての処理であるS250−S290では、管理制御部23が、他の管理装置に異常が生じていると判断された場合に、無線通信部22を用いて、他のグループが備える少なくとも1つの末端装置との間で通信を行う。
例えば、本実施形態のように通信システム100が車両V1に搭載される電池システムである場合、車両V1に搭載されるシステムの機能安全の観点から、通信システム100内で無線通信が行われる機能を冗長設計(例えば、二重化)にすることが望まれる。電池システムとは、電池セル5の状態を表す電池情報を定期的に取得し、電池セル5の状態を監視するためのシステムをいう。
[4.変形例]
本開示の変形例を以下に示す。
上述の実施形態では、管理装置2は管理間通信装置としての管理間通信部29を備え、管理制御部23(すなわち、監視部62)は、無線通信によって、他の管理装置が異常であるか否かを判断した。但し、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、管理装置2が備える管理間通信部29は、有線通信を行う通信装置であってもよい。管理制御部23(すなわち、監視部62)は、予め定められた周期で、管理間通信部29を用いて、有線通信によって、他の管理装置が異常であるか否かを判断するように構成されてもよい。
上述の実施形態において、無線通信部42は、無線通信部22と同様に構成されていた。変形例2では、例えば、無線通信部42は、スイッチ225に代えて、図示しないが、スイッチ225が備える各端子を第1の周波数帯及び第2の周波数帯のいずれか一方を用いるように配線によって接続する基板を備えていてもよい。この場合、上述の実施形態において、切替部74によるスイッチ225への切替指示が省略される。
変形例3では、図示しないが、例えば、無線通信部42aは、第1の送受信部221とアンテナ21とのみを備えていてもよい。また、無線通信部42bは、図示しないが、例えば、第2の送受信部222とアンテナ21とのみを備えていてもよい。この場合も、述の実施形態において、切替部74によるスイッチ225への切替指示が省略される。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (8)
- 通信システム(100)であって、
前記通信システムは、通信を行う複数の管理装置(2a、2b)と、少なくとも1つの電池(5)に関する情報を取得し少なくとも1つの前記管理装置と通信を行う複数の末端装置(4a、4b)と、を備え、
前記複数の管理装置と前記複数の末端装置とは、1つの前記管理装置と少なくとも1つの前記末端装置とを含む複数のグループ(1a、1b)を形成しており、
前記複数のグループは、第1のグループ(1a)と第2のグループ(1b)とを備え、
第1の周波数帯及び前記第1の周波数帯とは異なる第2の周波数帯のうち、前記第1の周波数帯が前記第1のグループの割当周波数帯として割り当てられており、前記第2の周波数帯が前記第2のグループの割当周波数帯として割り当てられており、
前記第1のグループが備える前記管理装置(2a)及び前記第2のグループが備える前記管理装置(2b)のそれぞれは、前記第1の周波数帯及び前記第2の周波数帯を用いて通信を行うように構成された複数帯域通信装置(22a、22b)を備え、
前記第1のグループが備える前記末端装置(4a)及び前記第2のグループが備える前記末端装置(4b)のそれぞれは、自末端装置が属する前記グループに割り当てられた前記割当周波数帯を用いて通信を行うように構成された特定通信装置(42a、42b)、を備える
通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムであって、
前記第1のグループが備える前記管理装置及び前記第2のグループが備える前記管理装置のそれぞれは、前記複数帯域通信装置を用いて、前記複数のグループのうち自管理装置が属する前記グループが備える少なくとも1つの前記末端装置との間で、前記自管理装置が属するグループの前記割当周波数帯で通信を行うように構成された定常管理通信部(61)を備え、
前記第1のグループが備える前記末端装置及び前記第2のグループが備える前記末端装置のそれぞれは、前記特定通信装置を用いて、前記複数のグループのうち自末端装置が属する前記グループが備える前記管理装置との間で、前記自末端装置が属するグループの前記割当周波数帯で通信を行うように構成された定常末端通信部(72)を備える、
通信システム。 - 請求項1に記載の通信システム(100)であって、
前記第1の周波数帯と前記第2の周波数帯とは、重ならない
通信システム - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記第1のグループが備える前記管理装置及び前記第2のグループが備える前記管理装置のうち少なくとも一方は、
前記複数のグループのうち自管理装置が属さない他のグループが備える他の前記管理装置と前記自管理装置との間で通信を行うための管理間通信装置(29a、29b)、を介した前記他の管理装置との通信に基づいて、前記他の管理装置に異常が生じているか否かを判断するように構成された異常判断部(62、S220−S240)を備える
通信システム。 - 請求項4に記載の通信システムであって、
前記第1のグループが備える前記管理装置及び前記第2のグループが備える前記管理装置の両方は、前記異常判断部を備える
通信システム。 - 請求項4又は請求項5に記載の通信システムであって、
前記第1のグループが備える前記管理装置及び前記第2のグループが備える前記管理装置のうち前記異常判断部を備える前記管理装置は、
前記他の管理装置に異常が生じていると判断された場合に、前記複数帯域通信装置を用いて、前記他のグループが備える少なくとも1つの前記末端装置との間で通信を行うように構成された異常時通信部(62、S250−S290)を備える
通信システム。 - 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記複数帯域通信装置は、切替指示に従って、前記第1の周波数帯及び前記第2の周波数帯のうち一方を用いて通信を行うように構成されており、
前記第1のグループが備える前記管理装置及び前記第2のグループが備える前記管理装置のうち前記異常判断部を備える前記管理装置では、
前記他の管理装置に異常が生じていると判断された場合に、前記複数帯域通信装置に、前記切替指示であって前記第1の周波数帯及び前記第2の周波数帯のうち前記他のグループの前記割当周波数帯を用いて通信を行うための前記切替指示、を出力するように構成された切替指示部(S250、S260)を備える
通信システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の通信システムであって、
当該通信システムが備える複数の末端装置のうち少なくとも1つ(4a、4b)は、前記複数のグループのうち自末端装置が属さない他のグループに割り当てられた前記割当周波数帯を用いて通信を行うように構成された非特定通信装置(42a、42b)、を備える
通信システム。
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