JP2023088630A - バッテリデータ伝送装置、バッテリ管理装置、バッテリデータ伝送方法、バッテリデータ伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】伝送エラーが発生する状況でも情報の伝達を維持できる。【解決手段】バッテリデータ伝送装置は、複数の電池セルの状態を検知し、検知した複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路を介して伝送するバッテリデータ伝送装置であって、複数の符号化モードを備え、バッテリデータを符号化データに符号化する符号化部と、複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択するモード選択部と、モード選択部により選択された符号化モードの符号化データをバッテリ管理装置に伝送し、伝送したデータの受信情報をバッテリ管理装置から受信する伝送制御部と、を備え、モード選択部は、バッテリ管理装置からの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する。【選択図】図５

Description

本発明は、バッテリデータ伝送装置、バッテリ管理装置、バッテリデータ伝送方法、およびバッテリデータ伝送システムに関する。

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

特開２０１４－２３０１２４号公報

特許文献１に記載されている発明では、伝送エラーへの対策に改善の余地がある。

本発明の第１の態様によるバッテリデータ伝送装置は、複数の電池セルの状態を検知し、検知した前記複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路を介して伝送するバッテリデータ伝送装置であって、複数の符号化モードを備え、前記バッテリデータを符号化データに符号化する符号化部と、前記複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択するモード選択部と、前記モード選択部により選択された符号化モードの前記符号化データをバッテリ管理装置に伝送し、伝送したデータの受信情報を前記バッテリ管理装置から受信する伝送制御部と、を備え、前記モード選択部は、前記バッテリ管理装置からの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する。
本発明の第２の態様によるバッテリ管理装置は、バッテリデータを符号化した符号化データを無線で送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部と、前記符号化データを復号化して前記バッテリデータを得る復号部と、前記伝送制御部で受信した符号化データの異常、あるいは、前記復号部で符号化データを復号する際の異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が異常を検知すると、前記バッテリデータ伝送装置に対して、次回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する指令を出力する指令部と、を備える。
本発明の第３の態様によるバッテリデータ伝送方法は、複数の電池セルの状態を検知し、検知した前記複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路を介して伝送するバッテリデータ伝送方法であって、複数の符号化モードのいずれかを用いて前記バッテリデータを符号化するデータ符号化処理と、前記複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択する符号化モード選択処理と、前記符号化モード選択処理により選択された符号化モードの符号化データをバッテリ管理装置に伝送し、伝送したデータの受信情報を前記バッテリ管理装置から受信するデータ送受信処理と、を含み、前記符号化モード選択処理は、前記バッテリ管理装置からの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する。
本発明の第４の態様によるバッテリデータ伝送システムは、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と、前記符号化データを受信するバッテリ管理装置と、を含むバッテリデータ伝送システムであって、前記符号化データの異常を検知する異常検知部を含み、前記バッテリデータ伝送装置は、前記バッテリデータを用いて前記符号化データを生成する符号化部と、前記伝送路を介して前記符号化データを前記バッテリ管理装置に送信する伝送制御部と、を備え、前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、前記第１モードは、過去のバッテリデータを用いて前記符号化データを生成するモードであり、前記第２モードは、過去のバッテリデータを用いないで前記符号化データを生成するモードであり、前記異常検知部は、前記符号化データに異常を検知すると、次回の符号化の際に、前記符号化部に前記第２モードを適用させる。

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

実施の形態におけるバッテリデータ伝送システムの全体構成図 送信データを示す模式図 バッテリ管理装置の動作を示すフローチャート バッテリデータ伝送装置の動作を示すフローチャート バッテリデータ伝送装置とバッテリ管理装置の動作を示すフローチャート バッテリデータを示す模式図 バッテリデータの時系列の動作例を示す模式図 実施の形態における符号化部の構成図 実施の形態における復号部の構成図 実施の形態におけるフレーム間符号化部の構成図 実施の形態におけるフレーム間復号部の構成図 実施の形態におけるフレーム内符号化部の構成図 実施の形態におけるフレーム内復号部の構成図 変形例１における符号化部の構成図 変形例１におけるエントロピー符号化の動作例を示す模式図 変形例１における復号部の構成図 変形例２における符号化部の構成図 変形例２における復号部の構成図 変形例３の動作を示す模式図 変形例３におけるフレーム間符号化部の構成図 変形例３におけるフレーム間復号部の構成図 変形例４におけるフレーム間符号化部の構成図 変形例４におけるフレーム間復号部の構成図 変形例５における符号化部の構成図 変形例５における復号部の構成図 変形例６におけるバッテリデータ伝送装置の動作を示すフローチャート

―実施の形態―
（概要）
バッテリデータを伝送するにあたり、送信側でバッテリデータを符号化により圧縮し、無線で伝送したのちに、受信側装置で受信したデータを復号化により伸長する方法がある。このようにデータを圧縮して伝送する場合には、無線の伝送帯域を有効に活用できるようになり、仮に伝送ノイズ等の影響によってデータ誤り、すなわちエラーが発生しても、隙間時間に同じデータを複数回再送する機会が増える利点がある。また、データを圧縮しない場合と比較して、単位時間あたりの伝送データ量が減るため、データ誤りが発生する確率を相対的に減らすことができるという利点もある。その一方で、受信したデータに誤りがあると、圧縮前のデータを正しく復号できなくなる場合があることが一般に知られている。

後述のように、自動車の走行パターンである、停車、定速走行、加速、減速、などに応じて、バッテリデータに特徴的な時系列変化が現れ、最適なデータ圧縮手法が異なる。そのため本実施の形態では、あらかじめ複数のデータ圧縮手法でデータを圧縮し、最も効率よく圧縮できたデータを送信する。また、データ誤りによって正しく復号できなかった影響が未来に伝搬することを防ぐ手法も併せて説明する。

以下、図１～図１３を参照して、バッテリデータ伝送システムの実施の形態を説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

（異常検知部）
異常検知部１８は、データエラーまたはデータ未受信を用いて伝送路Ｔの異常を検知する。データエラーとしては、既存の誤り検出符号やリード・ソロモン符号等のブロック符号、畳み込み符号、連接符号、などの誤り訂正符号、復号不能なデータの検知、などを用いてもよい。また、データ未受信は、周期的に伝送されるデータが所定の時間間隔内に受信できないことを検知する。以下ではそれぞれを説明する。

既存の誤り検知手法、たとえばＣＲＣエラーを用いて異常を検知する場合には異常検知部１８は、バッテリデータ伝送装置Ｂから受信したデータのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）を算出し、ＣＲＣエラーが発生した場合に伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。また、既存の誤り訂正手法、たとえばリード・ソロモン符号等の誤り訂正能力を超えるような、訂正不能な誤りが検知された場合に伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。また、後述するハフマン符号などのエントロピー符号を用いて符号化したデータを復号する際に、未定義のシンボル等の復号不能なデータを検知した場合に伝送路Ｔに異常が発生したと判断する。

なお、図１に示した構成では、復号部１７の後に異常検知部１８を配置しているが、復号部１７の前に異常検知部１８を配置してもよい。この場合はたとえば、前述した誤り検知手法や誤り訂正手法を用いて訂正不能な誤りが検知された場合や、受信したデータが所定の符号長に満たない場合などのように、復号不能なデータであることを復号前に検知できる。

（符号化モード）
符号化モードは、正常モードと異常モードの２つのモードを含む。以下では典型的な各モードの動作を説明する。セルコントローラ１４が送信するセルの情報は電圧の情報に限定されないが、ここでは簡潔に記載するために電圧の送信のみを説明する。なお以下では、正常モードを「第１モード」と呼び、異常モードを「第２モード」と呼ぶこともある。

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

異常モードでの動作を指定されたセルコントローラ１４の符号化部１６は、前述した正常モードでの符号化方法のうち、過去の測定値との差分を符号化データとする符号化方法を除外した符号化を行う。過去の測定値との差分を符号化データとする符号化方法を除外する理由と、異常モードでの符号化部１６の動作の詳細は後述する。

（送信データ）
図２は、正常モードおよび異常モードにおいてバッテリデータ伝送装置Ｂの伝送制御部１５が送信する送信データを示す模式図である。いずれのモードにおいても、送信データの先頭には通信用ヘッダＦＨが含まれる。通信用ヘッダＦＨは送信データの宛先を示す情報であり、たとえばＩＰアドレスやＣＡＮ－ＩＤである。通信用ヘッダＦＨに続いて、非圧縮データＦＮＣが格納される場合や、符号化ヘッダＦＣＨと圧縮データＦＣＤとが含まれる場合がある。

非圧縮データＦＮＣは、バッテリデータを圧縮することなく並べたものであり、たとえば、セルグループＣＧに属するｎ（ただし、ｎは正の整数）個のセルの各電圧値のデジタルデータ（Ｖ１（ｔ）、Ｖ２（ｔ）、Ｖ３（ｔ）、…、Ｖｎ（ｔ））をミリボルト単位の整数値として、セル＃１からセル＃ｎに向けて順番に記載したものである。なお、この括弧内の「ｔ」は、バッテリデータの時系列の順番を表す記号であり、その詳細は後述する。

符号化ヘッダＦＣＨは、圧縮データＦＣＤを復号するために必要な情報であり、符号化ヘッダＦＣＨと非圧縮データＦＮＣとを区別するためのフラグＦＣＦと、圧縮方法を示すモード情報ＦＣＭと、符号長ＦＣＬ、などを含む。フラグＦＣＦは、たとえば「１」の値を持った１ビットの情報とし、非圧縮データＦＮＣはかならず「０」の値を先頭ビットになるようにすれば、符号化ヘッダＦＣＨと非圧縮データＦＮＣとを区別できる。モード情報ＦＣＭは、後述する符号化方法のいずれを用いて符号化したかを識別するための情報である。

符号長ＦＣＬは、圧縮データＦＣＤの長さ、すなわちビット数やバイト数などを示す情報であり、符号化ヘッダＦＣＨの長さを含めてもよい。なお、この符号長ＦＣＬの替わりに、次に述べる圧縮データＦＣＤの末尾にデータの終了を表すコードを付加してもよい。また、圧縮データＦＣＤを復号する際に、予め定めたセルグループＣＧに属するセルの個数（ｎ）と復号の過程で得たデータ（Ｖ１（ｔ）、Ｖ２（ｔ）、Ｖ３（ｔ）、…、Ｖｎ（ｔ））の個数を比較するなどして、圧縮データＦＣＤの末尾であることを識別できる場合には、符号長ＦＣＬを省略してもよい。

圧縮データＦＣＤは、バッテリデータを符号化したものであり、固定長データでも可変長データでもよい。この圧縮データＦＣＤの詳細は後述する。ただしここで言うデータの長さは、ＯＳＩ参照モデルのアプリケーション層におけるデータのサイズであり、ＯＳＩ参照モデルにおける第２層や第３層の各パケットのサイズではない。

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

ステップＳ３０１では、バッテリ制御指示部１９は、特定のバッテリデータ伝送装置Ｂに対する要求コマンドを生成し、伝送制御部１５を用いて送信する。要求コマンドを受信したバッテリデータ伝送装置Ｂは、後述する図４のフローチャートにしたがって、バッテリデータをバッテリ制御指示部１９に送信する。続くステップＳ３０２では、バッテリ制御指示部１９は、バッテリデータ伝送装置Ｂから符号化データを受信する。

続くステップＳ３０３では、バッテリ制御指示部１９は、前述した異常検知部１８において、受信した符号化データが正常か否かを判断し、正常であればステップＳ３０４に進み、復号部１７を用いて符号化データを復号する。一方、ステップＳ３０３において符号化データが異常と判断した場合には、ステップＳ３０７に進む。このステップＳ３０３では、たとえば、前述した誤り検出手法や誤り訂正手法を用いて訂正不能なデータ誤りが検知された場合や、図２（ｂ）に示した符号長ＦＣＬが、実際に受信した符号化データの符号長と一致しないなどの場合に、異常と判断する。なお、ステップＳ３０４の復号方法の詳細は後述する。

ステップＳ３０５では、前述した異常検知部１８において、復号したデータが正常か否かを判断し、正常であればステップＳ３０６に進む。一方、ステップＳ３０５において復号したデータが異常と判断した場合には、ステップＳ３０７に進む。このステップＳ３０５では、たとえば、エントロピー符号を用いて符号化したデータをステップＳ３０４において復号する際に、未定義のシンボル等の復号不能なデータを検知した場合に異常と判断する。

ステップＳ３０６では、バッテリ制御指示部１９は、後述するステップＳ３０９で送信する制御コマンドとして、または制御コマンドの一部として、正常であることを示す応答である正常応答、いわゆるＡｃｋを設定する。ステップＳ３０７では、バッテリ制御指示部１９は、後述するステップＳ３０９で送信する制御コマンドとして、または制御コマンドの一部として、異常であることを示す応答である異常応答、いわゆるＮａｋを設定する。ステップＳ３０８では、バッテリ制御指示部１９は、電池状態を推定する。

ステップＳ３０８とステップＳ３０７に続くステップＳ３０９では、バッテリ制御指示部１９は、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して正常応答または異常応答を含む制御コマンドを送信し、図３に示す処理を終了する。なお、制御コマンドには、バッテリの過充電を防止するための強制放電制御（バランシング）や、バッテリの異常電圧や異常温度を検知した際のバッテリ強制遮断制御、などを含んでもよい。

前述のように、ステップＳ３０９において、バッテリ制御指示部１９は、直前に異常検知部１８が伝送路Ｔの異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して、次回の符号化モードを異常モードとする指令を含む異常応答（Ｎａｋ）を送信する。次回の符号化モードを異常モードとする指令は、次回の符号化方法を過去のデータを復号に用いないモードに設定する指令であるとも言える。そのためバッテリ制御指示部１９は、次回の符号化方法を過去のデータを復号に用いないモードに設定する指令を出力する「指令部」としての役割を有するともいえる。

なお図３には記載していないが、バッテリデータ伝送装置Ｂからセンサデータが得られない場合には、上位コントローラ２０にバッテリデータ伝送システムＳ１のバッテリに異常が発生したことを通知してもよい。

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

ステップＳ４０１ではバッテリデータ伝送装置Ｂは、バッテリデータ伝送装置Ｂから要求コマンドの受信待ちを行い、受信するとステップＳ４０２に進む。なお本ステップにおいて受信する要求コマンドは、図３のステップＳ３０１において送信される。続くステップＳ４０２では、セルコントローラ１４は、バッテリデータ観測、すなわちバッテリ情報を取得する。

続くステップＳ４０３では、セルコントローラ１４は、符号化部１６に符号化モードを指定してバッテリデータを符号化させる。本ステップにおいてセルコントローラ１４が指定する符号化モードは、電源投入直後やシステムリセット直後等の初期状態においては正常モードであり、それ以降は、後述するステップＳ４０５において受信した制御コマンドにしたがってステップＳ４０６において指定された正常モード、または異常モードのいずれかである。

続くステップＳ４０４では、伝送制御部１５は、符号化部１６が符号化したバッテリデータである符号化データをバッテリ管理装置Ｍに送信する。なおこの符号化データは、図３のステップＳ３０２において受信される。

続くステップＳ４０５では、伝送制御部１５は、バッテリ管理装置Ｍから送信された制御コマンドを受信する。本ステップにおいて受信する制御コマンドは、図３のステップＳ３０９において送信される。前述のように、この制御コマンドには、バッテリ管理装置Ｍにおいて正常にデータが復号できた場合には正常応答が含まれ、バッテリ管理装置Ｍにおいて正常にデータが復号できなかった場合には異常応答が含まれる。また、伝送路Ｔの異常等により、所定の時間内に制御コマンドを受信できない場合には、無応答と判断してステップＳ４０６に進む。

続くステップＳ４０６では、伝送制御部１５は、ステップＳ４０５で受信した制御コマンドに正常応答（Ａｃｋ）が含まれる場合には、次回にステップＳ４０３を実行する際の符号化部１６の符号化モードを正常モードに設定する。一方、ステップＳ４０５で受信した制御コマンドに異常応答（Ｎａｋ）が含まれる場合や無応答の場合には、伝送制御部１５は、次回にステップＳ４０３を実行する際の符号化部１６の符号化モードを異常モードに設定する。

続くステップＳ４０７では、セルコントローラ１４は、ステップＳ４０５において受信した制御コマンドにしたがって、セル制御を実行して図４に示す処理を終了する。このセル制御は、バッテリの過充電を防止するための強制放電制御、バッテリの異常電圧、異常温度を検知した際のバッテリ強制遮断制御、などを含んでもよい。なお、セル制御の中にバッテリ強制遮断制御を含まず、セル制御はバッテリ管理装置Ｍに対してバッテリ遮断の要求を送信するように制御してもよい。

図５は、図３および図４のフローチャートから、バッテリデータ伝送装置Ｂにおける符号化の動作と、バッテリ管理装置Ｍにおける復号および異常検知の動作の連携に関わる主要なステップを抽出して、時系列に示したフローチャートである。主要なステップとは、バッテリデータ伝送装置Ｂは図４に示したステップＳ４０３、バッテリ管理装置Ｍは図３に示したステップＳ３０３、Ｓ３０４、およびＳ３０５である。

まず、バッテリ管理装置Ｍがバッテリデータ伝送装置Ｂに対して起動させる。最初のステップＳ５０１ではバッテリデータ伝送装置Ｂは、起動直後なので正常モードで符号化を行いバッテリ管理装置Ｍに符号化データを送信する。ステップＳ５０２ではバッテリ管理装置Ｍが復号化と異常検知を行い、ここでは正常応答をバッテリデータ伝送装置Ｂに返す。この正常応答を受け取ったバッテリデータ伝送装置Ｂは、ステップＳ５０３において再び正常モードで符号化を行い送信する。

続くステップＳ５０４ではバッテリ管理装置Ｍが復号化と異常検出を行い、ここでは異常応答をバッテリ管理装置Ｍに返すか、無応答である。これを受けてバッテリデータ伝送装置Ｂは、ステップＳ５０５において異常モードで符号化を行い、バッテリ管理装置Ｍに符号化データを送信する。ステップＳ５０６ではバッテリ管理装置Ｍが復号化と異常検知を行い、ここでは正常応答をバッテリデータ伝送装置Ｂに返す。この正常応答を受け取ったバッテリデータ伝送装置Ｂは、ステップＳ５０７において再び正常モードで符号化を行い送信する。以下同様に、バッテリデータ伝送装置Ｂとバッテリ管理装置Ｍのやり取りが続く。

（バッテリデータ）
図６は、バッテリデータを示す模式図である。セルグループＣＧはｎ個のセルから構成され、図示左側からセル番号＃１、＃２、＃３、・・・、＃ｎと呼ぶ。これらｎ個のバッテリデータをＶ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・Ｖｎと呼ぶ。以下では、一度に伝送するｎ個のデータ群を「フレーム」と呼ぶ。また、各バッテリデータの名称の後ろに付す括弧内の数値は、バッテリデータの時系列の順番を表す。たとえば「Ｖ１（１）」はセル番号＃１の１個目のバッテリデータを表し、「Ｖ３（ｔ－２）」は、セル番号＃３の（ｔ－２）個目のバッテリデータを表す。

以下の説明では、最新の時系列番号を「ｔ」とし、Ｖ１（ｔ）～Ｖｎ（ｔ）を「現フレームのデータ」や「最新フレームのデータ」と呼ぶ。Ｖ１（ｔ－１）～Ｖｎ（ｔ－１）は、現在を基準に１フレーム前に伝送済みのｎ個のデータ群を表しており、以下「１フレーム前のデータ」と呼ぶ。また、Ｖ１（ｔ－２）～Ｖｎ（ｔ－２）は、２フレーム前に伝送済みのｎ個のデータ群を表しており、以下「２フレーム前のデータ」と呼ぶ。また以下では、１フレーム前のデータを含む、現在以前のフレームのデータをまとめて、「過去フレームのデータ」または「過去のデータ」と呼ぶ。

図７は、バッテリデータの時系列変化を示す模式図である。図７は三次元のグラフであり、電圧軸、セル番号軸、および時間軸の３つが直交している。電圧軸は、図示上方ほど電圧が高い。セル番号軸は、図示手前がセル番号＃１であり、図示最も奥がセル番号＃ｎであることを示している。時間軸は、図示左から右に時間が経過していることを示している。時間軸に付しているｔ０～ｔ３は、説明のために便宜的に設けた時間であり、図６に示した現在の時系列番号である「ｔ」との相関を示すものではない。

図７の全体を見ると、図示左右方向、すなわち時系列では変化があるものの、図示奥行き方向、すなわち同一時刻におけるセル同士の電圧の差は少ないことがわかる。以下、詳しく見ていく。図７に示す例では、時刻ｔ０～ｔ１では、停車または定速走行をしており、それぞれのセル電圧はほぼ一定である。時刻ｔ１～ｔ２では、加速または原則をしておりそれぞれのセル電圧は大きく時系列で変動する。時刻ｔ２～ｔ３では再び停車または定速走行をしており、それぞれのセル電圧はほぼ一定である。

セル電圧が時系列でほぼ一定の場合には、「過去フレームのデータ」と「現フレームのデータ」との差分が小さくゼロに近い値になるため、この差分を伝送することで、２進法で表したときのビット数、すなわち伝送データ量を削減してデータ圧縮できる。このように、「過去フレームのデータ」を用いてデータ圧縮する符号化方法のことを、「フレーム間符号化」と呼ぶ。なお、「過去フレーム」として、１フレーム前だけでなく、２フレーム前や３フレーム前など、任意に選択することができる。

一方でセル電圧が時系列で激しく変化する場合には、「過去フレームのデータ」と「現フレームのデータ」との「差分」が大きな値、すなわち０から遠い値となる。そこで、図６に示したように個々のバッテリが直列接続されていて各セルの電圧は一様に増減することを利用し、「現フレームのデータ」の中だけで差分を取って小さい値、すなわちゼロに近い値にすることで、伝送するデータ量を圧縮する。このように、「現フレームのデータ」の中だけでデータ圧縮する符号化方法のことを、「フレーム内符号化」と呼ぶ。

（符号化部、および復号部）
図８は、実施の形態における符号化部１６の機能構成図である。符号化部１６は、フレーム間符号化部８０１、フレーム内符号化部８０２、非圧縮符号化部８０３、第１ヘッダ付加部８０６、第２ヘッダ付加部８０７、モード選択部８０８、および切替部８０９を備える。正常モード用符号化部８０５は、フレーム間符号化部８０１、フレーム内符号化部８０２、および非圧縮符号化部８０３を含む。異常モード用符号化部８０４は、フレーム内符号化部８０２、非圧縮符号化部８０３で構成される。すなわち、正常モード用符号化部８０５からフレーム間符号化部８０１を除外した構成である。

フレーム間符号化部８０１、およびフレーム内符号化部８０２は、図２（ｂ）に示した圧縮データＦＣＤを出力する。非圧縮符号化部８０３は、図２（ａ）に示した非圧縮データＦＮＣを出力する。第１ヘッダ付加部８０６および第２ヘッダ付加部８０７は、図２（ｂ）に示した符号化ヘッダＦＣＨを追加する。

モード選択部８０８は、フレーム間符号化部８０１、フレーム内符号化部８０２、および非圧縮符号化部８０３の３つの符号化部から出力された符号化データのうち、いずれを選択するべきかを判断し、切替部８０９に指示する。モード選択部８０８は、３つの符号化部が出力する符号化データのうち、原則として最もデータ長が短い、換言するとサイズが小さい符号化データを採用する。ただしモード選択部８０８は、異常モードではフレーム間符号化を選択しない。なお、最も短い符号が複数存在する場合には、非圧縮符号化、フレーム内符号化、フレーム間符号化、の優先順位にしたがって選択する。

非圧縮符号化部８０３による非圧縮符号化は、たとえば１つのバッテリあたり１４ビットで表される複数のバッテリデータを、連続する８ビット（１バイト）のデータ列に変換する符号化である。これは、少ない演算量で実現できるが、データの圧縮効果がない。フレーム内符号化部８０２によるフレーム内符号化は、伝送時にデータ誤りが発生しても、復号時にデータ誤りが未来に伝搬しない長所がある一方で、データの圧縮効果は大きくない。

フレーム間符号化部８０１によるフレーム間符号化は、一般にデータの圧縮効果が大きいという長所がある一方で、伝送時にデータ誤りが発生した場合は、復号時にデータ誤りが未来に伝搬するという短所がある。そのため、他の符号化が出力する符号長と同じであるならば、フレーム間符号化以外のモードが選択されることが望ましい。切替部８０９では、モード選択部８０８の選択結果にしたがって、符号化データのいずれか１つを選択して出力する。

図９は、実施の形態における復号部１７の機能構成図である。復号部１７は、符号化データ８１０を復号化して復号データ９０７を得る。復号部１７は、ヘッダ抽出部９０１と、復号モード選択部９０２と、フレーム間復号部９０３と、フレーム内復号部９０４と、非圧縮復号部９０５と、出力選択部９０６と、を備える。

ヘッダ抽出部９０１は、符号化データ８１０のヘッダを抽出し、ヘッダの内容からフレーム間復号部９０３、フレーム内復号部９０４、および非圧縮復号部９０５のいずれの復号部を選択するかを決定し、復号モード選択部９０２および出力選択部９０６に指示する。復号モード選択部９０２は、符号化データ８１０をヘッダ抽出部９０１から指示された復号部に出力する。フレーム間復号部９０３、およびフレーム内復号部９０４の動作の詳細は後述する。非圧縮復号部９０５はたとえば、連続する８ビット（１バイト）のデータ列から、１つのバッテリあたり１４ビットで表されるバッテリデータを取り出す。出力選択部９０６は、ヘッダ抽出部９０１から指示された復号部の出力を復号データ９０７として出力する。

図１０は、実施の形態におけるフレーム間符号化部８０１の構成図である。フレーム間符号化部８０１は、フレーム遅延部１００１と、減算器１００２とを備える。フレーム間符号化部８０１は、セルごとに現フレームのデータ（６０２－ｔ）から１フレーム前のデータ（６０２－（ｔ－１））を減算し、フレーム間符号化データ（１００３－ｔ）を出力する。１フレーム前のデータを記憶するためにフレーム遅延部１００１が設けられ、減算処理のために減算器１００２が設けられている。

なお図１０ではフレーム遅延部１００１を１個だけ用いて１フレーム前のデータ（６０２－（ｔ－１））との差分を出力するように構成しているが、フレーム遅延部１００１を２個直列にすれば２フレーム前のデータ（６０２－（ｔ－２））との差分を出力するように構成してもよい。また、１フレーム前のデータ（６０２－（ｔ－１））との差分と、２フレーム前のデータ（６０２－（ｔ－２））との差分とを並列に出力して、モード選択部８０８がそのいずれかを選択するように構成してもよい。さらに、３フレーム以上前のデータを用いてもよい。

図１１は、実施の形態におけるフレーム間復号部９０３の構成図である。フレーム間復号部９０３は、フレーム遅延部１１０１と、加算器１１０２とを備える。加算器１１０２は、セルごとに現フレームのデータ（１００３－ｔ）と、フレーム遅延部１１０１が出力する１フレーム前のデータ（１１０３－（ｔ－１））とを加算し、復号データ（１１０３－ｔ）を出力する。

ここで、フレーム遅延部１１０１と加算器１１０２がフィードバック構成になっている点に注意を要する。仮に、復号したデータ（１１０３－ｔ）に訂正できないデータ誤りが残留すると、その誤りが未来（ｔ＋１，ｔ＋２，…）にわたって次々と伝搬し、データ誤りの影響が増大する。このため、図５のフローチャートに示したように、バッテリ管理装置Ｍで異常を検知した場合には、バッテリデータ伝送装置Ｍにおける次回の符号化では「異常モード」に切り替える。これにより、復号時に過去のバッテリデータを用いる符号化であるフレーム間符号化を選択不可とし、誤りが未来（ｔ＋１，ｔ＋２，…）に伝搬してしまうことを防止する。

なお、図１０に示したフレーム間符号化部８０１の構成のように、フレーム遅延部１００１が１個で「１フレーム差」とした場合には「異常モード」は１フレームの期間だけでよい。ただし、フレーム遅延部１００１を２個として「２フレーム差」を用いる場合には「異常モード」は２フレームの期間連続する必要がある。同様に３フレーム差以上の場合も、異常モード」の期間を３フレーム以上に増やす必要がある。

図１２は、実施の形態におけるフレーム内符号化部８０２の構成図である。フレーム内符号化部８０２は複数の減算器１２０１－２、１２０１－３、・・、１２０１－ｎを備える。これらの減算器は、基準となるセル＃１のバッテリデータ（Ｖ１（ｔ））と、セル＃２～＃ｎの各バッテリデータ（Ｖ２（ｔ）～Ｖｎ（ｔ））との差分を算出する。そしてフレーム内符号化部８０２は、セル＃１のバッテリデータ（Ｖ１（ｔ））と、これらの差分をフレーム内符号化データ１２０２－ｔとして出力する。なお、図１２ではセル＃１のバッテリデータを基準としたが、セル＃１以外のセル（＃２～＃ｎ））のバッテリデータを基準としてもよい。

図１３は、実施の形態におけるフレーム内復号部９０４の構成図である。フレーム内復号部９０４は複数の加算器１３０１－２、１３０１－３、・・、１３０１－ｎを備える。これらの加算器は、基準となるセル＃１のバッテリデータ（Ｖ１（ｔ））を、符号化データに含まれるそれぞれの差分データに加算し、セル＃２～＃ｎの各バッテリデータ（Ｖ２（ｔ）～Ｖｎ（ｔ））を得る。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）バッテリデータ伝送装置Ｂは、複数の電池セルの状態を検知し、検知した複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路Ｔを介してバッテリ管理装置Ｍに伝送する。バッテリデータ伝送装置Ｂは、複数の符号化モードを備え、バッテリデータを符号化する符号化部１６と、複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択するモード選択部８０８と、モード選択部８０８により選択された符号化モードの符号化データをバッテリ管理装置Ｍに伝送し、伝送したデータの受信情報をバッテリ管理装置Ｍから受信する伝送制御部１５と、を備える。モード選択部８０８は、バッテリ管理装置Ｍからの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する。そのため、通常時と異常時で符号化方法を変更し、伝送エラーが発生する状況でも情報の伝達を維持できる。

（２）バッテリデータ伝送装置Ｂは、符号化部１６は、過去のバッテリデータを用いて符号化する第１の符号化部、すなわちフレーム間符号化部８０１と、過去のバッテリデータを用いないで符号化する第２の符号化部、すなわちフレーム内符号化部８０２および非圧縮符号化部８０３と、を備える。

（３）モード選択部８０８は、符号化部１６が算出した複数の符号化データのうち符号長が最も短い符号化データを生成した符号化モードを選択する。そのため、複数の符号化モードのうち、最小のデータを出力する符号化モードを確実に選択できる。車両の走行モードにより最適な符号化モードを選択することは不可能ではないが、走行モードと最適な符号化モードの関係は絶対的なものではなく、かつ走行モードの判断にも多少の時間を要する。そのため、計算量は少し増加するが本実施の形態のように複数とおりであらかじめ符号化データを算出することが、最小のデータを得る確実な手法である。

（４）バッテリ管理装置Ｍは、バッテリデータを符号化した符号化データを無線で送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部１５－ｚと、符号化データを復号化してバッテリデータを得る復号部１７と、伝送制御部で受信した符号化データの異常、あるいは、復号部で符号化データを復号する際の異常を検知する異常検知部１８と、異常検知部１８が異常を検知すると、バッテリデータ伝送装置に対して、次回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する指令を出力する指令部（図３のステップＳ３０５～Ｓ３０９、バッテリ制御指示部１９）と、を備える。そのためバッテリ管理装置Ｍは、バッテリデータ伝送装置Ｂに対して受信したデータの異常を知らせて、異常発生時に誤りが未来に伝搬してしまうことを防止できる。

（５）バッテリデータ伝送システムＳ１は、バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置Ｂと、符号化データを受信するバッテリ管理装置Ｍと、を含む。符号化データの異常を検知する異常検知部１８を含み、バッテリデータ伝送装置Ｂは、バッテリデータを用いて符号化データを生成する符号化部１６と、伝送路を介して符号化データをバッテリ管理装置に送信する伝送制御部１５－１～１５－ｎと、を備える。符号化部１６は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有する。第１モードは、過去のバッテリデータを用いて符号化データを生成するモードである。第２モードは、過去のバッテリデータを用いないで符号化データを生成するモードである。異常検知部１８は、符号化データに異常を検知すると、次回の符号化の際に、符号化部に第２モードを適用させる。そのためバッテリデータ伝送システムＳ１は、通常時と異常時で符号化方法を変更し、伝送エラーが発生する状況でも情報の伝達を維持できる。

（変形例１）
図１４は、変形例１における符号化部１６Ａの構成図である。符号化部１６Ａは、実施の形態における符号化部１６の構成に、第１エントロピー符号化部１４０１と、第２エントロピー符号化部１４０２が追加されている。本変形例では、以下の説明のように、可変長符号に変換することにより、より少ないデータ量に圧縮できる。

エントロピー符号化は、データの出現頻度に基づいて、元のデータを別の符号に変換することにより、同じ情報を持ったデータを、より少ないデータ量に圧縮する可逆符号化技術である。第１エントロピー符号化部１４０１および第２エントロピー符号化部１４０２は、このエントロピー符号化を行う。第１エントロピー符号化部１４０１は、フレーム間符号化部８０１の出力に対してエントロピー符号化を行い、第１ヘッダ付加部８０６に出力する。第２エントロピー符号化部１４０２は、フレーム内符号化部８０２の出力に対してエントロピー符号化を行い、第２ヘッダ付加部８０７に出力する。第１エントロピー符号化部１４０１および第２エントロピー符号化部１４０２は、入力元と出力先が異なるが、動作は同一である。

バッテリデータのフレーム間の差分や、同一フレーム内のセル間の差分は、ほとんどが「０」に近い値になる。そのため、エントロピー符号化では、絶対値が小さい値を持ったデータに比較的短い符号を割り当てる。その一方で、差分が大きな値になるケース、たとえば、前回測定した電圧値と数１００ミリボルトも異なるケースは稀なので、エントロピー符号化では、絶対値が大きい値を持ったデータには長い符号を割り当てる。このように、各データ値の出現頻度に応じて、可変長符号を割り当てることにより、伝送データの全体では、より少ないデータ量に圧縮することが可能になる。エントロピー符号の代表的な例として、ハフマン符号、シャノン符号、算術符号、レンジ符号、などがあり、本実施の形態ではいずれを採用してもよい。以下では、ハフマン符号を用いる場合の例を説明する。

図１５は、ハフマンテーブルの一例を示す図である。ハフマン符号は、ハフマンテーブルと呼ばれる変換テーブルを事前に用意しておき、この変換テーブルを引くだけで符号化と復号を実現できるため、演算量が比較的少なく、高速に動作する。図１５（ａ）に示す１０進数の入力データを、図１５（ｂ）に示す２進数の出力データに一対一変換することにより、符号化を行う。逆に、図１５（ｂ）に示す２進数の入力データを、図１５（ａ）に示す１０進数の出力データに一対一変換することにより、復号を行う。

たとえば、３つの連続した１０進数の入力データ「－１，０，１」は、連続した２進数の出力データ（シンボル）の「００１１１００１０」に符号化され、逆に、連続した２進数の入力データ（シンボル）の「００１１１００１０」は、３つの連続した１０進数の出力データ「－１，０，１」に復号される。このハフマンテーブルは、数多くのサンプルデータを用いて、そのデータの出現頻度に基づいて、事前に設定される。したがって、設定に用いるサンプルデータを変えると、ハフマンテーブルの内容も変化する。

フレーム間符号化部８０１の出力、すなわちフレーム差と、フレーム内符号化部８０２の出力、すなわち同一フレーム内のセル間差は、データ値の出現頻度が異なる。そのため、第１エントロピー符号化部１４０１および第２エントロピー符号化部１４０２は、それぞれ別のハフマンテーブルをあらかじめ作成して保持することが望ましい。

図１６は、変形例１における復号部１７Ａの構成図である。図１６は、図９に示した復号部１７の構成に、第１エントロピー復号部１６０１、および第２エントロピー復号部１６０２が追加されている。第１エントロピー復号部１６０１、および第２エントロピー復号部１６０２は、たとえば図１５に示したハフマンテーブルを用いてエントロピー復号を行い、図１４の符号化部１６が出力する符号化データ（１４０５）を復号する。

この変形例１によれば、符号化にエントロピー符号化を採用し、通信の異常の有無に関わらず符号化データのデータ長を削減できる。なお、ハフマンテーブルは適宜更新されてもよい。たとえば、車両が運転されている際にデータを蓄積し、車両が停止した際にハフマンテーブルを更新してもよい。

（変形例２）
図１７は、変形例２における符号化部１６Ｂの構成図である。本変形例における符号化部１６Ｂは、変形例１において図１４に示した符号化部１６Ａが有する２つのエントロピー符号化部をひとつにまとめ、移動させた構成を有する。モード選択部１７０１では、フレーム間符号化部８０１とフレーム内符号化部８０２の各出力の絶対値の合計を比較して、その合計値がより小さいほうの出力を選択部８０７に選択させる。ただしモード選択部１７０１は、絶対値の合計の代わりに絶対値の平均値を用いてもよい。すなわちモード選択部１７０１は、フレーム間符号化部８０１とフレーム内符号化部８０２の各出力の絶対値の平均を比較して、その合計値がより小さいほうの出力を選択部８０７に選択させてもよい。

追加モード選択部１７０４は、ヘッダ付加部１７０３の出力と非圧縮符号化部８０３の出力の符号長を比較し、より短いほうの符号を切替部８０９に選択させる。なお、ヘッダ付加部１７０３の出力とは、図２（ｂ）に示した符号化ヘッダＦＣＨと圧縮データＦＣＤの和である。非圧縮符号化部８０３の出力とは、図２（ａ）に示した非圧縮データＦＮＣである。

図１８は、変形例２における復号部１７Ｂの構成図である。本変形例における復号部１７Ｂは、変形例１において図１６に示した復号部１７Ａが有する２つのエントロピー復号部をひとつにまとめ、移動させた構成を有する。エントロピー復号部１８０２は、符号化部１６Ｂが出力する符号化データ１７０５を復号する。

この変形例２によれば、演算量が減るため、マイコン等の非力なＣＰＵでも高速に動作させることができる。

（変形例３）
図１９は、変形例３におけるデータの記録方式を示す模式図である。具体的には、図１９（ａ）は実施の形態における記録方式を示しており、図１９（ｂ）が本変形例におけるデータの記録方式を示す。図１９（ａ）は、ｎ個のバッテリデータに対して、フレーム間符号化部８０１が出力するｎ個のデータを、ＭＳＢ（most significant bit：最上位ビット）からＬＳＢ（Least Significant Bit：最下位ビット）までビットごとに示した模式図である。図１９（ａ）では、ＭＳＢが正負極性フラグである。正負極性フラグとは、データが正値か負値かを表すフラグのことである。図１９（ｂ）は、同じｎ個のデータを「正負極性フラグ」と「絶対値」に分け、さらに「正負極性フラグ」をまとめて１ビットで表している。

図１および図６に示したように、すべてのバッテリセルが直列に接続されているため、各バッテリセルの電圧の増減傾向も概ね一致する。したがって、フレーム差のデータの「正負極性フラグ」もｎ個のすべてで基本的に一致するため、図１９（ｂ）のように１ビットにまとめることができ、結果的に図１９（ａ）に示す表現よりも（ｎ－１）ビットだけデータ量を減らすことができる。

図２０は、変形例３における第１フレーム間符号化部８０１Ａの構成図である。第１フレーム間符号化部８０１Ａは、複数の減算器１００２－１～１００２－ｎと、極性抽出部２００２－１～２００２－ｎと、絶対値符号化部２００３－１～２００３－ｎと、一致確認部２００４とを備える。一致確認部２００４は、全データ、すなわち「Ｖ１（ｔ）－ｖ１（ｔ－１）」～「Ｖｎ（ｔ）－Ｖｎ（ｔ－１）」の正負極性が一致するか否かを判断する。一致確認部２００４は、すべて一致していれば変換後のデータ２００５－ｔを出力する。

この変換後のデータ２００５－ｔは、図１９（ｂ）に示すデータに相当する。一致確認部２００４は、１つでも一致しないデータがあれば不一致検出結果（２００６）を出力し、モード選択部８０８にこのモードを選択させないように指示する。以下では、極性抽出部２００２－１～２００２－ｎと、一致確認部２００４とをあわせて「フラグ生成部」と呼ぶ。このフラグ生成部は、過去のバッテリデータと現在のバッテリデータの差分の正負を表すフラグ情報を生成する。絶対値符号化部２００３－１～２００３－ｎは、各セルの「過去フレームのデータ」と「現フレームのデータ」との差の絶対値を符号化する。符号化処理の詳細は実施の形態と同様である。

図２１は、変形例３におけるフレーム間復号部９０３Ａの構成図である。フレーム間復号部９０３Ａは、複数の乗算器２１０３－１～２１０３－ｎと、変換部２１０２とを備える。

変換部２１０２では、符号化データ（１８０５－ｔ）に含まれている正負極性フラグの値が「０」、すなわち正値を示すフラグならば「＋１」を、正負極性フラグの値が「１」、負値を示すフラグならば「－１」を出力する。次に、乗算器２１０３－１～２１０３－ｎを用いて、フラグに対応する「＋１」または「－１」と、符号化データ（２００５－ｔ）に含まれている絶対値との積を算出する。そして、絶対値を取る前のフレーム差データ「Ｖ１（ｔ）－Ｖ１（ｔ－１）」～「Ｖｎ（ｔ）－Ｖｎ（ｔ－１）」（１００３－ｔ）に戻したのちに、前回復号した「Ｖ１（ｔ－１）～Ｖｎ（ｔ－１）」（６０２－（ｔ－１））と加算することによって、今回の符号化前のデータ「Ｖ１（ｔ）～Ｖｎ（ｔ）」（２１０４－ｔ）を得る。

この変形例３によれば、次の作用効果が得られる。
（６）フレーム間符号化部８０１Ａは、過去のバッテリデータと現在のバッテリデータの差分の正負を表すフラグ情報を生成するフラグ生成部２００２Ｚと、差分の絶対値を表すデータを用いて符号化する絶対値符号化部２００３－１～２００３－ｎと、を備える。そのため、符号化データのデータ長を削減できる。

（変形例４）
図２２は、変形例４における第２フレーム間符号化部８０１Ｂの構成図である。変形例４における第２フレーム間符号化部８０１Ｂは、正負極性フラグが一致しない場合にも効果を奏する点が変形例３と異なる。以下詳しく説明する。

第２フレーム間符号化部８０１Ｂは多数決フラグ生成部２２０２、比較器２２０３－１～２２０３－ｎ、積算器２２０４－１～２２０４－ｎ、および減算器１００２－１～１００２－ｎを備える。多数決フラグ生成部２２０２は、各セルの正負極性の多数決を取り、正負変換フラグを決定する。具体的には多数決フラグ生成部２２０２は、正値が多いか正値と負値が同数の場合、すなわち、「Ｖｉ（ｔ） ≧ Ｖｉ（ｔ－１）」のセル数 ≧「Ｖｉ（ｔ） ＜ Ｖｉ（ｔ－１）」のセル数の場合には「０」を正負変換フラグとする。また多数決フラグ生成部２２０２は、負値が多い場合、すなわち、「Ｖｉ（ｔ） ≧ Ｖｉ（ｔ－１）」のセル数 ＜「Ｖｉ（ｔ） ＜ Ｖｉ（ｔ－１）」のセル数の場合には「１」を正負変換フラグとする。

さらに第２フレーム間符号化部８０１Ｂは、比較器２２０３－１～２２０３－ｎを用いて、各セルの正負極性と正負変換フラグとを比較し、両者が一致する場合には「＋１」を、両者が一致しない場合には「－１」を比較結果（Ｓ１～Ｓｎ）として出力する。そして積算器２２０４－１～２２０４－ｎは、この出力と、それぞれの減算器１００２－１～１００２－ｎの出力とを乗じる。第２フレーム間符号化部８０１Ｂは、こうして得られる正負変換後のフレーム差（（Ｖ１（ｔ）－Ｖ１（ｔ－１））Ｓ１）～（Ｖｎ（ｔ）－Ｖｎ（ｔ－１））Ｓｎ））を、正負変換フラグと合わせて、符号化データ（２２０５－ｔ）として出力する。なお、積算器２２０４－１～２２０４－ｎによる演算結果は、符号化データ（２２０５－ｔ）の正負変換フラグを除く情報となるので、比較器２２０３－１～２２０３－ｎおよび積算器２２０４－１～２２０４－ｎは「第２絶対値符号化部」とも呼べる。

図２３は、変形例４におけるフレーム間復号部９０３Ｂの構成図である。符号化データ（２２０５－ｔ）として格納される情報は変形例３とは異なるが、フレーム間復号部９０３Ｂの構成および処理は、図２１に示したフレーム間復号部９０３Ａの構成および処理と同一である。

この変形例４によれば、次の作用効果が得られる。
（７）第１の符号化部、すなわちフレーム間符号化部８０１は、過去のバッテリデータと現在のバッテリデータの差分の正負の各個数の多数決結果を表すフラグ情報を生成する多数決フラグ生成部２２０２と、多数決結果に基づいて変換したバッテリデータを用いて符号化する第２絶対値符号化部、すなわち比較器２２０３－１～２２０３－ｎおよび積算器２２０４－１～２２０４－ｎと、を備える。そのため、様々な場合に符号化データのデータ長を削減できる。具体的には次のとおりである。すなわち、変形例３では正負極性フラグが一致することを前提としていたが、すべての「正負極性フラグ」が一致しない場合もある。たとえば、各バッテリセルの電圧を測定する時間（サンプリング時間）のずれや、過充電を防止するための個々のバッテリセルの強制放電動作（バランシング）、各バッテリの寄生容量の違い、等が原因となり、すべての正負極性フラグが一致しない場合がある。そのような場合であっても、本変形例では符号化データのデータ長を削減できる。

（変形例５）
図２４は、変形例５における符号化部１６Ｃの構成図である。符号化部１６Ｃは、フレーム間符号化部８０１と、第１フレーム間符号化部８０１Ａと、第２フレーム間符号化部８０１Ｂと、フレーム内符号化部８０２と、非圧縮符号化部８０３と、第１エントロピー符号化部１４０１と、第４エントロピー符号化部２４０１と、第３エントロピー符号化部２４０２と、第２エントロピー符号化部１４０２と、第１ヘッダ付加部２４０５と、第２ヘッダ付加部２４０６と、第３ヘッダ付加部２４０７と、第４ヘッダ付加部２４０８と、モード選択部２４０９と、選択部２４１０と、を備える。

フレーム間符号化部８０１、フレーム内符号化部８０２、非圧縮符号化部８０３、第１エントロピー符号化部１４０１、および第２エントロピー符号化部１４０２の動作は変形例１において説明したとおりである。第１フレーム間符号化部８０１Ａの動作は変形例３において説明したとおりである。第２フレーム間符号化部８０１Ｂの動作は変形例４において説明したとおりである。

第４エントロピー符号化部２４０１は、第１フレーム間符号化部８０１Ａの出力に対してエントロピー符号化処理を施す。第３エントロピー符号化部２４０２は、第２フレーム間符号化部８０１Ｂの出力に対してエントロピー符号化処理を施す。第１ヘッダ付加部２４０５～第４ヘッダ付加部２４０８は、それぞれの符号化部の出力に対応するヘッダを付加する。モード選択部２４０９は、５つの符号化データのうち、最もデータ長が短い符号化データを選択し、選択部２４１０に選択させる。

図２５は、変形例５における復号部１７Ｃの構成図である。復号部１７Ｃは、フレーム間復号部９０３と、第１フレーム間復号部９０３Ａと、第２フレーム間復号部９０３Ｂと、フレーム内復号部９０４と、非圧縮復号部９０５と、第１エントロピー復号部１６０１と、第４エントロピー復号部２５０３と、第３エントロピー復号部２５０４と、第２エントロピー復号部１６０２と、ヘッダ抽出部２５０１と、復号モード選択部２５０２および出力選択部２５０５と、を備える。

ヘッダ抽出部２５０１は、符号化データ２４１１のヘッダを抽出し、ヘッダの内容からいずれの復号部を選択するかを決定し、復号モード選択部９０２および出力選択部９０６に指示する。復号モード選択部９０２は、符号化データ８１０をヘッダ抽出部９０１から指示された復号部に接続されるエントロピー復号部に出力する。

フレーム間復号部９０３、フレーム内復号部９０４、非圧縮復号部９０５、第１エントロピー復号部１６０１、および第２エントロピー復号部１６０２の動作は変形例１において説明したとおりである。第１フレーム間復号部９０３Ａの動作は変形例３において説明したとおりである。第２フレーム間復号部９０３Ｂの動作は変形例４において説明したとおりである。第４エントロピー復号部２５０３は、入力された符号化データ２４１１にエントロピー復号化処理を施して第１フレーム間復号部９０３Ａに出力する。第３エントロピー復号部２５０４は、入力された符号化データ２４１１にエントロピー復号化処理を施して第２フレーム間復号部９０３Ｂに出力する。

（変形例６）
図２６は、変形例６におけるバッテリデータ伝送装置の動作を示すフローチャートである。本変形例では、バッテリデータ伝送装置Ｂは再送部Ｒをさらに備える。図２６では、実施の形態において図４に示したバッテリデータ伝送装置Ｂの動作を示すフローチャートに、データを再送するための処理である、ステップＳ２６０１～Ｓ２６０４を追加している。以下では主に、追加されたステップＳ２６０１～Ｓ２６０４の処理を説明する。ステップＳ２６０１～Ｓ２６０４の処理は再送部Ｒにより実行される。なお再送部Ｒは、伝送制御部１５や符号化部１６のように、たとえば、ＣＰＵがＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することで実現される。

ステップＳ４０３の次に実行されるステップＳ２６０１では、再送部Ｒは再送回数をゼロにリセットしてステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４およびステップＳ４０５が実行されると、再送部ＲはステップＳ２６０２を実行する。ステップＳ２６０２では再送部Ｒは、ステップＳ４０５において受信した制御コマンドに正常応答（Ａｃｋ）が含まれるか否かを判断する。再送部Ｒは、正常応答が含まれると判断する場合はステップＳ４０６に進み、正常応答が含まれないと判断する場合にステップＳ２６０３に進む。

ステップＳ２６０３において再送部Ｒは、再送回数が所定値以上であるか否かを判断する。再送部Ｒは、再送回数が所定値以上であると判断する場合は再送をせずにステップＳ４０６に進み、再送回数が所定値未満であると判断する場合はステップＳ２６０４に進む。ステップＳ２６０４では再送部Ｒは、送信回数をインクリメント、すなわち「１」だけ増やしてステップＳ４０４に戻る。

本変形例によれば次の作用効果が得られる。
（８）バッテリデータ伝送装置Ｂは、前回の伝送データの通信が異常の場合には、前回伝送した符号化データを再送する再送部Ｒをさらに備える。そのため、仮に突発的なデータ誤りが発生しても、同一の符号化データを何度か再送する間に、データ誤りのない伝送を実現できる可能性を高めることができる。そして、再送してもデータ誤りが発生する場合のみ、異常モードに入るようになるため、よりデータ量に圧縮できる正常モードの符号化を多用できるようになる。

（変形例７）
上述した実施の形態では、それぞれの符号化部が実際に符号化を行った後で、原則としてモード選択部８０８が最もデータ長が短いデータを選択し、異常時にはフレーム間符号化部８０１の出力を除いて最もデータ長が短いデータを選択した。しかし、車両の動作モードに応じてあらかじめ最適な符号化方式を選択してもよい。たとえば車両の加速度の絶対値を評価指標とし、この値が所定の閾値以下、すなわち速度変化が小さい場合にはフレーム間符号化部８０１を動作させ、この出力を符号化データとする。また、この値が所定の閾値よりも大きい、すなわち速度変化が大きい場合にはフレーム内符号化部８０２を動作させ、この出力を符号化データとする。ただし通信の異常時にはフレーム間符号化部８０１を採用しないことは実施の形態と同様である。

（変形例８）
上述した実施の形態において、符号化部１６は、フレーム内符号化部８０２と、非圧縮符号化部８０３とのうち、少なくとも一方を備えればよい。この場合には復号部１７は、フレーム内復号部９０４と、非圧縮復号部９０５のうち、符号化部１６が備える構成に対応する一方の復号部を備えればよい。

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

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

１５…伝送制御部
１６…符号化部
１７…復号部
１８…異常検知部
８０１…フレーム間符号化部
８０２…フレーム内符号化部
８０３…非圧縮符号化部
８０８…モード選択部
Ｂ…バッテリデータ伝送装置
Ｍ…バッテリ管理装置

Claims (9)

1. 複数の電池セルの状態を検知し、検知した前記複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路を介して伝送するバッテリデータ伝送装置であって、
   複数の符号化モードを備え、前記バッテリデータを符号化データに符号化する符号化部と、
   前記複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択するモード選択部と、
   前記モード選択部により選択された符号化モードの前記符号化データをバッテリ管理装置に伝送し、伝送したデータの受信情報を前記バッテリ管理装置から受信する伝送制御部と、を備え、
   前記モード選択部は、前記バッテリ管理装置からの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する、バッテリデータ伝送装置。
2. 請求項１に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
   前記符号化部は、
   過去のバッテリデータを用いて符号化する第１の符号化部と、
   過去のバッテリデータを用いないで符号化する第２の符号化部と、を備える、バッテリデータ伝送装置。
3. 請求項１に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
   前記モード選択部は、前回の伝送データの通信が異常でない場合には、前記符号化部が算出した複数の前記符号化データのうち符号長が最も短い前記符号化データを生成した前記符号化モードを選択するバッテリデータ伝送装置。
4. 請求項２に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
   前記第１の符号化部は、
   過去のバッテリデータと現在のバッテリデータの差分の正負を表すフラグ情報を生成するフラグ生成部と、
   前記差分の絶対値を表すデータを用いて符号化する絶対値符号化部と、を備える、バッテリデータ伝送装置。
5. 請求項２に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
   前記第１の符号化部は、
   過去のバッテリデータと現在のバッテリデータの差分の正負の各個数の多数決結果を表すフラグ情報を生成するフラグ生成部と、
   前記多数決結果に基づいて変換したバッテリデータを用いて符号化する第２絶対値符号化部と、を備える、バッテリデータ伝送装置。
6. 請求項１に記載のバッテリデータ伝送装置であって、
   前回の伝送データの通信が異常の場合には、前回伝送した符号化データを再送する再送部をさらに備える、バッテリデータ伝送装置。
7. バッテリデータを符号化した符号化データを無線で送信するバッテリデータ伝送装置と通信する伝送制御部と、
   前記符号化データを復号化して前記バッテリデータを得る復号部と、
   前記伝送制御部で受信した符号化データの異常、あるいは、前記復号部で符号化データを復号する際の異常を検知する異常検知部と、
   前記異常検知部が異常を検知すると、前記バッテリデータ伝送装置に対して、次回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する指令を出力する指令部と、を備えるバッテリ管理装置。
8. 複数の電池セルの状態を検知し、検知した前記複数の電池セルに関するデータであるバッテリデータを伝送路を介して伝送するバッテリデータ伝送方法であって、
   複数の符号化モードのいずれかを用いて前記バッテリデータを符号化するデータ符号化処理と、
   前記複数の符号化モードの中からいずれか１つの符号化モードを選択する符号化モード選択処理と、
   前記符号化モード選択処理により選択された符号化モードの符号化データをバッテリ管理装置に伝送し、伝送したデータの受信情報を前記バッテリ管理装置から受信するデータ送受信処理と、を含み、
   前記符号化モード選択処理は、前記バッテリ管理装置からの受信情報にしたがって、前回の伝送データの通信が異常の場合には、今回伝送する符号化モードとして復号時に過去のバッテリデータを用いない符号化モードを選択する、バッテリデータ伝送方法。
9. バッテリに関するデータであるバッテリデータを符号化した符号化データを伝送路を介して送信するバッテリデータ伝送装置と、前記符号化データを受信するバッテリ管理装置と、を含むバッテリデータ伝送システムであって、
   前記符号化データの異常を検知する異常検知部を含み、
   前記バッテリデータ伝送装置は、
   前記バッテリデータを用いて前記符号化データを生成する符号化部と、
   前記伝送路を介して前記符号化データを前記バッテリ管理装置に送信する伝送制御部と、を備え、
   前記符号化部は、動作モードとして少なくとも第１モードおよび第２モードを有し、
   前記第１モードは、過去のバッテリデータを用いて前記符号化データを生成するモードであり、
   前記第２モードは、過去のバッテリデータを用いないで前記符号化データを生成するモードであり、
   前記異常検知部は、前記符号化データに異常を検知すると、次回の符号化の際に、前記符号化部に前記第２モードを適用させる、バッテリデータ伝送システム。
   

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