BR112015012237B1

BR112015012237B1 - Aparelho de fonte de alimentação veicular

Info

Publication number: BR112015012237B1
Application number: BR112015012237-0A
Authority: BR
Inventors: Takahiro Hirano
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2021-06-29
Also published as: US20150307041A1; JP2014141177A; KR101709423B1; WO2014114977A2; BR112015012237A2; US9744926B2; JP5825269B2; EP2912747A2; CN104823350A; CN104823350B; KR20150080559A; RU2617421C2; EP2912747B1; WO2014114977A3; RU2015119991A

Abstract

aparelho de fonte de alimentação veicular. a presente invenção refere-se a um aparelho de fonte de alimentação veicular que inclui: uma primeira porta (pi) à qual uma carga elétrica (20) é conectada; uma segunda porta (p2) à qual um primeiro aparelho de armazenamento (21) é conectado; uma terceira porta (p3) à qual um segundo aparelho de armazenamento (22) é conectado; uma quarta porta (p4) à qual um aparelho de geração de potência (23) é conectado; um primeiro comutador (5) disposto entre a primeira e a segunda portas; um segundo comutador (6) disposto entre a segunda e a quarta portas; um terceiro comutador (7) disposto entre a primeira e a terceira portas; um quarto comutador (8) disposto entre a terceira e a quarta portas; e uma unidade de comutação de condição (11) configurada para comutar entre uma primeira condição em que o primeiro e o quarto comutadores são condutivos, o segundo e o terceiro comutadores são desativados e uma segunda condição em que o primeiro e o quarto comutadores são desativados, o segundo e o comutadores são condutivos.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se a um aparelho de fonte de alimentação veicular que é conectado a uma carga elétrica, um aparelho de geração de potência e um aparelho de armazenamento.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Um sistema de fonte de alimentação dupla veicular convencional inclui uma fonte de alimentação de alta tensão e uma fonte de alimentação de baixa tensão (consulte a Publicação de Pedido de Patente japonês no 2007-307931 (JP 2007-307931 A), por exemplo).

[0003] Nesse sistema de fonte de alimentação dupla veicular, um gerador de potência que serve como a fonte de alimentação de baixa tensão, que gera potência com o uso de uma saída de rotação de um motor e uma bateria que serve como a fonte de alimentação de alta tensão, que fornece uma tensão maior do que a fonte de alimentação de sistema de baixa tensão, são conectados por meio de um conversor de corrente contínua para corrente contínua (CC-CC).

[0004] Uma vez que o sistema de fonte de alimentação dupla veicular descrito no documento no JP 2007-307931 A usa um conversor CC-CC, no entanto, um custo de fabricação do mesmo é alto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] A invenção fornece um aparelho de fonte de alimentação veicular que tem um custo de fabricação reduzido.

[0006] Um aparelho de fonte de alimentação veicular de acordo com um aspecto da invenção inclui: uma primeira porta à qual uma carga elétrica é conectada; uma segunda porta à qual um primeiro aparelho de armazenamento é conectado; uma terceira porta à qual um segundo aparelho de armazenamento é conectado; uma quarta porta à qual um aparelho de geração de potência é conectado; um primeiro comutador disposto entre a primeira porta e a segunda porta; um segundo comutador disposto entre a segunda porta e a quarta porta; um terceiro comutador disposto entre a primeira porta e a terceira porta; um quarto comutador disposto entre a terceira porta e a quarta porta; e uma unidade de comutação de condição configurada para comutar entre uma primeira condição em que o primeiro comutador é condutivo, o segundo comutador é desativado, o terceiro comutador é desativado e o quarto comutador é condutivo e uma segunda condição em que o primeiro comutador é desativado, o segundo comutador é condutivo, o terceiro comutador é condutivo e o quarto comutador é desativado.

[0007] De acordo com a configuração descrita acima, um aparelho de fonte de alimentação veicular que tem um custo de fabricação reduzido pode ser fornecido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008] Os recursos, as vantagens e significância técnica e industrial das modalidades exemplificativas da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que os numerais semelhantes denotam elementos semelhantes e em que:

[0009] A Figura 1 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração de um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas de acordo com uma primeira modalidade da invenção;

[00010] A Figura 2 é um diagrama de circuito esquemático de um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas mostrado na Figura 1;

[00011] A Figura 3 é um fluxograma que mostra um fluxo de processamento de comutação de primeira condição;

[00012] A Figura 4 é um gráfico que mostra as transições de tensões nas portas de entrada/saída do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas mostrado na Figura 1;

[00013] A Figura 5 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração de um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas de acordo com uma segunda modalidade da invenção;

[00014] A Figura 6 é um diagrama de circuito esquemático de um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas mostrado na Figura 5;

[00015] A Figura 7 é um fluxograma que mostra um fluxo de processamento de comutação de segunda condição;

[00016] As Figuras 8A e 8B são gráficos que mostram as transições de tensões nas portas de entrada/saída do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas mostrado na Figura 5;

[00017] A Figura 9 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração de um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas de acordo com uma terceira modalidade da invenção;

[00018] A Figura 10 é um fluxograma que mostra um fluxo de processamento de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento;

[00019] A Figura 11 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração de um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas de acordo com uma quarta modalidade da invenção; e

[00020] A Figura 12 é um fluxograma que mostra um fluxo de processamento de detecção de anormalidade de comutação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[00021] As modalidades da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos.

[00022] A Figura 1 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração de um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 que serve como um aparelho de fonte de alimentação veicular de acordo com uma primeira modalidade da invenção. Ademais, a Figura 2 é um diagrama de circuito esquemático que mostra um exemplo de uma configuração de um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 mostrado na Figura 1.

[00023] O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 é um aparelho embutido em veículo instalado em um veículo que usa um mecanismo motor, um motor elétrico e assim por diante como uma fonte de acionamento. Nessa modalidade, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 inclui, como elementos constituintes principais, um dispositivo de controle 1, um primeiro comutador 5, um segundo comutador 6, um terceiro comutador 7 e um quarto comutador 8. O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 também inclui quatro portas de entrada/saída P1, P2, P3 e P4. Nessa modalidade, uma carga elétrica 20 é conectada à porta de entrada/saída P1, um primeiro aparelho de armazenamento 21 é conectado à porta de entrada/saída P2, um segundo aparelho de armazenamento 22 é conectado à porta de entrada/saída P3 e um aparelho de geração de potência 23 e um aparelho de partida 24 são conectados à porta de entrada/saída P4.

[00024] A carga elétrica 20 é uma carga elétrica configurada para ser operada com o uso da potência fornecida pelo primeiro aparelho de armazenamento 21 ou pelo segundo aparelho de armazenamento 22. Nessa modalidade, a carga elétrica 20 é uma carga elétrica configurada para ser operada com o uso da potência de um sistema de 12 V e inclui várias unidades de controle eletrônico (ECUs).

[00025] O primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 são aparelhos embutido em veículo configurados para serem carregados e descarregados. Nessa modalidade, o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 funcionam como baterias auxiliares do sistema de 12 V configurado para ser carregado com a potência gerada pelo aparelho de geração de potência 23 e fornecer potência para a carga elétrica 20 e o aparelho de partida 24. Ademais, as respectivas capacidades do primeiro aparelho de armazenamento 21 e do segundo aparelho de armazenamento 22 podem ser definidas na metade da capacidade de uma bateria auxiliar normal. A razão para isso é que uma capacidade aproximadamente idêntica àquela de uma bateria auxiliar normal pode ser fornecida por uma soma das respectivas capacidades do primeiro aparelho de armazenamento 21 e do segundo aparelho de armazenamento 22.

[00026] O aparelho de geração de potência 23 é acionado pela fonte de acionamento, como o mecanismo motor ou o motor elétrico. Nessa modalidade, o aparelho de geração de potência 23 é um alternador acionado pelo mecanismo motor e produz a potência do sistema de 12 V.

[00027] O aparelho de partida 24 dá partida na fonte de acionamento do veículo. Nessa modalidade, o aparelho de partida 24 é um motor de arranque que dá partida no mecanismo motor.

[00028] O dispositivo de controle 1 controla uma operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100. Nessa modalidade, o dispositivo de controle 1 é um computador que inclui uma unidade de processamento central (CPU), uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória somente leitura (ROM), uma interface de entrada/saída e assim por diante. O dispositivo de controle 1 lê programas que correspondem aos vários elementos funcionais como uma unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 e uma unidade de comutação de condição 11 da ROM ou da RAM e faz com que a CPU execute o processamento correspondente para os vários elementos funcionais. Mais especificamente, o dispositivo de controle 1 (unidade de comutação de condição 11) executa cálculos que correspondem aos vários elementos funcionais após receber as saídas de um primeiro sensor de tensão 2, um segundo sensor de tensão 3 e assim por diante e controla o primeiro comutador 5, o segundo comutador 6, o terceiro comutador 7, o quarto comutador 8 e semelhantes com base nos resultados dos cálculos.

[00029] O primeiro comutador 5, segundo comutador 6, terceiro comutador 7 e quarto comutador 8 são dispositivos para comutar um circuito elétrico entre uma condição condutiva e uma condição desativada. Nessa modalidade, o primeiro comutador 5, segundo comutador 6, terceiro comutador 7 e quarto comutador 8 são constituídos por relés de contato ou relés sem contato configurados para serem comutados entre uma condição condutiva e uma condição desativada.

[00030] O primeiro comutador 5 é disposto em uma linha de transmissão de energia elétrica que conecta a porta de entrada/saída P1 à porta de entrada/saída P2. O segundo comutador 6 é disposto em uma linha de transmissão de energia elétrica que conecta a porta de entrada/saída P2 à porta de entrada/saída P4. O terceiro comutador 7 é disposto em uma linha de transmissão de energia elétrica que conecta a porta de entrada/saída P1 à porta de entrada/saída P3. O quarto comutador 8 é disposto em uma linha de transmissão de energia elétrica que conecta a porta de entrada/saída P3 à porta de entrada/saída P4.

[00031] O primeiro sensor de tensão 2 e o segundo sensor de tensão 3 detectam tensões exigidas para operar a unidade de fonte de alimentação de múltiplas potências 100. Nessa modalidade, o primeiro sensor de tensão 2 é fixado a fim de detectar uma tensão da porta de entrada/saída P2 ou, em outras palavras, uma tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21. O primeiro sensor de tensão 2 detecta a tensão da porta de entrada/saída P2 repetidamente em intervalos de tempo predeterminados e emite um valor de tensão detectado para o dispositivo de controle 1. O segundo sensor de tensão 3 é fixado a fim de detectar uma tensão da porta de entrada/saída P3 ou, em outras palavras, uma tensão do segundo aparelho de armazenamento 22. O segundo sensor de tensão 3 detecta a tensão da porta de entrada/saída P3 repetidamente em intervalos de tempo predeterminados e emite um valor de tensão detectado para o dispositivo de controle 1.

[00032] A unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina uma condição de carga e descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 e do segundo aparelho de armazenamento 22. Nessa modalidade, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 obtém o valor de tensão da porta de entrada/saída P2 emitido pelo primeiro sensor de tensão 2 e o valor de tensão da porta de entrada/saída P3 emitido pelo segundo sensor de tensão 3. A unidade de determinação de condição de carga e descarga 10, então, determina, com base nos valores de tensão obtidos, se a condição de carga e descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 e do segundo aparelho de armazenamento 22 corresponde ou não a uma condição predeterminada. Mais especificamente, quando os respectivos valores de tensão obtidos estiverem dentro de uma faixa que se estende a partir de um segundo valor predeterminado β (12 V, por exemplo) até um primeiro valor predeterminado α (13 V, por exemplo), a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina que os aparelhos de armazenamento estão em uma condição desnecessária de comutação de carga e descarga. A condição desnecessária de comutação de carga e descarga é uma condição em que não há necessidade de descarregar o aparelho de armazenamento que está atualmente sendo carregado ou não há necessidade de carregar o aparelho de armazenamento que está atualmente sendo descarregado. Alternativamente, quando a tensão do aparelho de armazenamento que está atualmente sendo carregado, dentre o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22, for igual ou menor do que o primeiro valor predeterminado α, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 pode determinar que o aparelho de armazenamento que está atualmente sendo carregado está na condição desnecessária de comutação de carga e descarga sem comparar a tensão com o segundo valor predeterminado β. Ademais, quando a tensão do aparelho de armazenamento que está atualmente sendo descarregado, dentre o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22, for igual ou maior do que o segundo valor predeterminado β, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 pode determinar que o aparelho de armazenamento que está atualmente sendo descarregado está na condição desnecessária de comutação de carga e descarga sem comparar a tensão com o primeiro valor predeterminado α. Nesse caso, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina qual dentre o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 está sendo carregado e qual está sendo descarregado com base nas condições condutiva/desativada do primeiro ao quarto comutadores 5 a 8, por exemplo. Nota-se que, quando a tensão do aparelho de armazenamento que está sendo carregado exceder o primeiro valor predeterminado α, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina que o aparelho de armazenamento que está sendo carregado está em uma condição de exigir a descarga (a ser referida, doravante, como uma "condição necessária de descarga"). Ademais, quando a tensão do aparelho de armazenamento que está sendo descarregado for menor do que o segundo valor predeterminado β, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina que o aparelho de armazenamento que está sendo descarregado está em uma condição de exigir a carga (a ser referida, doravante, como uma "condição necessária de carga").

[00033] A unidade de comutação de condição 11 comuta uma condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100. Nessa modalidade, a unidade de comutação de condição 11 comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 com base em um resultado de determinação da unidade de determinação de condição de carga e descarga 10.

[00034] Especificamente, a unidade de comutação de condição 11 comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 quando a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determinar que pelo menos um dentre o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 não está na condição desnecessária de comutação de carga e descarga. Mais especificamente, a unidade de comutação de condição 11 comuta os comutadores na condição condutiva, de dentre o primeiro ao quarto comutadores 5 a 8, para a condição desativada e comuta os comutadores na condição desativada para a condição condutiva.

[00035] Por exemplo, pode-se contemplar um caso em que o primeiro comutador 5 e o quarto comutador 8 estão na condição condutiva e o segundo comutador 6 e o terceiro comutador 7 estão na condição desativada. Nesse caso, o primeiro aparelho de armazenamento 21 está atualmente sendo descarregado ou, em outras palavras, o primeiro aparelho de armazenamento 21 está fornecendo potência para a carga elétrica 20, enquanto o segundo aparelho de armazenamento 22 está atualmente sendo carregado ou, em outras palavras, o aparelho de geração de potência 23 está fornecendo potência para o segundo aparelho de armazenamento 22.

[00036] Nesse caso, a unidade de comutação de condição 11 determina que o segundo aparelho de armazenamento 22 que está atualmente sendo carregado está na condição necessária de descarga quando a tensão do segundo aparelho de armazenamento 22 exceder o primeiro valor predeterminado α. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11 comuta o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 para a condição desativada e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 para a condição condutiva. Como um resultado, a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a descarga do segundo aparelho de armazenamento 22 é iniciada. Ademais, a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é iniciada. Ademais, a unidade de comutação de condição 11 determina que o primeiro aparelho de armazenamento 21 que está atualmente sendo descarregado está na condição necessária de carga quando a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 for menor do que o segundo valor predeterminado β. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11 comuta o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 para a condição desativada e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 para a condição condutiva. Como um resultado, a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é iniciada. Ademais, a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a descarga do segundo aparelho de armazenamento 22 é iniciada. Nota- se que em todos os casos, uma comutação entre a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do primeiro aparelho de armazenamento 21 e a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do segundo aparelho de armazenamento 22 é realizada instantaneamente e, portanto, a carga elétrica 20 pode receber uma fonte de alimentação contínua.

[00037] Semelhantemente, pode-se contemplar um caso em que o primeiro comutador 5 e o quarto comutador 8 estão na condição desativada e o segundo comutador 6 e o terceiro comutador 7 estão na condição condutiva. Nesse caso, o segundo aparelho de armazenamento 22 está atualmente sendo descarregado ou, em outras palavras, o segundo aparelho de armazenamento 22 está fornecendo potência para a carga elétrica 20, enquanto o primeiro aparelho de armazenamento 21 está atualmente sendo carregado ou, em outras palavras, o aparelho de geração de potência 23 está fornecendo potência para o primeiro aparelho de armazenamento 21.

[00038] Nesse caso, a unidade de comutação de condição 11 determina que o primeiro aparelho de armazenamento 21 que está atualmente sendo carregado está na condição necessária de descarga quando a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 exceder o primeiro valor predeterminado α. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11 comuta os primeiro e quarto comutadores 5, 8 para a condição condutiva e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 para a condição desativada. Como um resultado, a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é iniciada. Ademais, a descarga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é iniciada. Ademais, a unidade de comutação de condição 11 determina que o segundo aparelho de armazenamento 22 que está atualmente sendo descarregado está na condição necessária de carga quando a tensão do segundo aparelho de armazenamento 22 for menor do que o segundo valor predeterminado β. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11 comuta os primeiro e quarto comutadores 5, 8 para a condição condutiva e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 1 para a condição desativada. Como um resultado, a descarga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é iniciada. Ademais, a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é iniciada. Nota-se que em todos os casos, a comutação entre a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do segundo aparelho de armazenamento 22 e a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do primeiro aparelho de armazenamento 21 é realizada instantaneamente e, portanto, a carga elétrica 20 pode receber uma fonte de alimentação contínua.

[00039] No presente documento, com referência à Figura 3, será descrito o processamento (a ser referido, doravante, como "processamento de comutação de primeira condição") realizado pela primeira unidade de comutação de condição 11 para comutar a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100. A Figura 3 é um fluxograma que mostra um fluxo do processamento de comutação de primeira condição. O dispositivo de controle 1 executa o processamento de comutação de primeira condição repetidamente em intervalos de tempo predeterminados.

[00040] Primeiro, o dispositivo de controle 1 começa a carregar o aparelho de armazenamento carregado, que é conectado de tal modo que a potência gerada pelo aparelho de geração de potência 23 seja carregada para o mesmo, começa a descarregar o aparelho de armazenamento descarregado, que é conectado de modo que forneça potência para a carga elétrica 20 e começa a medir o tempo com o uso de um contador (etapa S1). Supondo-se que, nesse caso, o aparelho de armazenamento carregado seja o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o aparelho de armazenamento descarregado seja o segundo aparelho de armazenamento 22, o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 estão na condição desativada e o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 estão na condição condutiva. Quando, por outro lado, o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22 e o aparelho de armazenamento descarregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 estão na condição condutiva e o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 estão na condição desativada.

[00041] Em seguida, o dispositivo de controle 1 determina se um tempo predeterminado transcorreu ou não (etapa S2). Quando for determinado que o tempo predeterminado não transcorreu (NÃO na etapa S2), o dispositivo de controle 1 continua a medir o tempo com o uso do contador até que o tempo predeterminado transcorra.

[00042] Quando for determinado que o tempo predeterminado transcorreu (SIM na etapa S2), o dispositivo de controle 1 reinicia o contador (etapa S3) e interrompe a carga do aparelho de armazenamento carregado (etapa S4). Ao se fazer isso, a tensão do aparelho de armazenamento carregado pode ser detectada de maneira mais precisa. Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, o dispositivo de controle 1 interrompe a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 através da comutação do segundo comutador 6 para a condição desativada. Ao se fazer isso, o primeiro sensor de tensão 2 pode detectar a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 de maneira mais precisa. Quando, por outro lado, o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, o dispositivo de controle 1 interrompe a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 através da comutação do quarto comutador 8 para a condição desativada. Ao se fazer isso, o primeiro sensor de tensão 3 pode detectar a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 22 de maneira mais precisa.

[00043] Em seguida, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 do dispositivo de controle 1 determina se a tensão do aparelho de armazenamento carregado excede ou não o primeiro valor predeterminado α ou se a tensão do aparelho de armazenamento descarregado é menor do que o segundo valor predeterminado β (etapa S5). Em outras palavras, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina se o aparelho de armazenamento carregado está ou não na condição necessária de descarga ou se o aparelho de armazenamento descarregado está na condição necessária de carga.

[00044] Quando for determinado que a tensão do aparelho de armazenamento carregado é igual ou menor do que o primeiro valor predeterminado α e a tensão do aparelho de armazenamento descarregado é igual ou maior do que o segundo valor predeterminado β (NÃO na etapa S5), o dispositivo de controle 1 reinicia a carga do aparelho de armazenamento carregado (etapa S6). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, o dispositivo de controle 1 reinicia a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 através do retorno do segundo comutador 6 para a condição desativada. Quando, por outro lado, o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, o dispositivo de controle 1 reinicia a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 através do retorno do quarto comutador 8 para a condição desativada.

[00045] O dispositivo de controle 1 executa, então, o processamento da etapa S2 progressivamente.

[00046] Quando for determinado que a tensão do aparelho de armazenamento carregado excede o primeiro valor predeterminado α ou a tensão do aparelho de armazenamento descarregado é menor do que o segundo valor predeterminado β (SIM na etapa S5), por outro lado, a unidade de comutação de condição 11 do dispositivo de controle 1 comuta os comutadores na condição condutiva, dentre o primeiro ao quarto comutadores 5 a 8, para a condição desativada e comuta os comutadores na condição desativada para a condição condutiva (etapa S7). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de comutação de condição 11 comuta o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 para a condição condutiva e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 para a condição desativada. Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de comutação de condição 11 comuta o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 para a condição desativada e comuta o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 para a condição condutiva. Como um resultado, o aparelho de armazenamento que serve como o aparelho de armazenamento carregado é comutado para se tornar o aparelho de armazenamento descarregado, enquanto o aparelho de armazenamento que serve como o aparelho de armazenamento descarregado é comutado para se tornar o aparelho de armazenamento carregado. Portanto, o dispositivo de controle 1 termina o processamento de comutação de primeira condição atual.

[00047] Em seguida, referindo-se à Figura 4, uma transição da tensão na porta de entrada/saída P1 ou, em outras palavras, uma tensão aplicada à carga elétrica 20, durante o processamento de comutação de primeira condição será descrita. A Figura 4 é um gráfico que mostra as transições das tensões nas portas de entrada/saída P1, P2 e P3, nas quais o tempo é disposto sobre a abscissa e a tensão é disposta sobre a ordenada. Ademais, na Figura 4, uma transição indicada por uma linha preta sólida representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P1, uma transição indicada por uma linha branca pontilhada representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P2 e uma transição indicada por uma linha branca pontilhada e tracejada representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P3. Ademais, um ponto SP1 indica um ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P1 excede o primeiro valor predeterminado α e o primeiro aparelho de armazenamento 21 que serve como o aparelho de armazenamento carregado entra na condição necessária de descarga. Um ponto SP2 indica um ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P3 excede o primeiro valor predeterminado α e o segundo aparelho de armazenamento 22 que serve como o aparelho de armazenamento carregado entra na condição necessária de descarga. Um ponto SP3 indica um ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P3 cai abaixo do segundo valor predeterminado β e o segundo aparelho de armazenamento 22 que serve como o aparelho de armazenamento descarregado entra na condição necessária de carga.

[00048] Conforme mostrado na Figura 4, quando o aparelho de armazenamento carregado entrar na condição necessária de descarga ou o aparelho de armazenamento descarregado entrar na condição necessária de carga, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 realiza uma comutação de tal modo que o aparelho de armazenamento carregado se torne o aparelho de armazenamento descarregado e o aparelho de armazenamento descarregado se torne o aparelho de armazenamento carregado. Mais especificamente, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 comuta a condição condutiva/desativada da combinação do primeiro e do quarto comutadores 5, 8 e a condição condutiva/desativada da combinação do segundo e do terceiro comutadores 6, 7. Ao se fazer isso, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 pode manter a tensão na porta de entrada/saída P1 em uma tensão dentro da faixa que se estende a partir do segundo valor predeterminado β até o primeiro valor predeterminado α.

[00049] No aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 configurado conforme descrito acima, um circuito de carga no qual o aparelho de geração de potência 23 carrega o primeiro aparelho de armazenamento 21 ou o segundo aparelho de armazenamento 22 pode ser eletricamente separado de um circuito de fonte de alimentação no qual o segundo aparelho de armazenamento 22 ou o primeiro aparelho de armazenamento 21 fornece potência para a carga elétrica 20 com custo baixo e sem o uso de um conversor CC-CC. Com o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, portanto, um efeito de uma tensão de carga na carga elétrica 20 pode ser suprimido. Mais especificamente, quando a carga elétrica 20 inclui uma lâmpada, por exemplo, a cintilação da lâmpada devido à variação de tensão pode ser suprimida.

[00050] Ademais, no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, o circuito de carga e o circuito de fonte de alimentação são eletricamente separados entre si e, portanto, o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 podem ser carregados, respectivamente, até as tensões desejadas. Por isso, com o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, um aumento na vida útil do primeiro aparelho de armazenamento 21 e do segundo aparelho de armazenamento 22 pode ser realizado. Ademais, com o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, uma faixa de uma tensão gerada (a tensão de carga) que pode ser usada durante o controle de carga para carregar o primeiro aparelho de armazenamento 21 ou o segundo aparelho de armazenamento 22 pode ser alargada enquanto regula uma carga de mecanismo motor variando- se a tensão gerada de acordo com uma condição do veículo.

[00051] Além do mais, no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, um circuito no qual o primeiro aparelho de armazenamento 21 ou o segundo aparelho de armazenamento 22 fornece potência para o aparelho de partida 24 é eletricamente separado do circuito no qual o segundo aparelho de armazenamento 22 ou o primeiro aparelho de armazenamento 21 fornece potência para a carga elétrica 20 e, portanto, um efeito na carga elétrica 20 de uma imersão na tensão durante o acionamento de manivela pelo aparelho de partida 24 pode ser suprimido. Por isso, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 também pode ser instalado em um veículo que tem uma função de parada em marcha lenta, com a qual a partida é realizada frequentemente.

[00052] Ademais, no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, uma vez que o circuito no qual o primeiro aparelho de armazenamento 21 ou o segundo aparelho de armazenamento 22 fornece potência para o aparelho de partida 24 é eletricamente separado do circuito no qual o segundo aparelho de armazenamento 22 ou o primeiro aparelho de armazenamento 21 fornece potência para a carga elétrica 20, uma bateria sem carga causada por uma corrente escura aplicada à carga elétrica 20 pode ser impedida. Além do mais, com o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, uma situação na qual a partida não pode ser realizada pelo aparelho de partida 24 devido à bateria sem carga pode ser impedida.

[00053] Em seguida, referindo-se às Figuras 5 a 8, um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A de acordo com uma segunda modalidade da invenção será descrito. A Figura 5 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A e a Figura 6 é um diagrama de circuito esquemático que mostra um exemplo de uma configuração de um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A mostrado na Figura 5.

[00054] O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A é um aparelho embutido em veículo instalado em um veículo que usa um mecanismo motor, um motor elétrico e assim por diante como uma fonte de acionamento. Nessa modalidade, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A inclui, como elementos constituintes principais, um dispositivo de controle 1A, um primeiro comutador 5A, um segundo comutador 6A, um terceiro comutador 7A e um quarto comutador 8A.

[00055] As quatro portas de entrada/saída P1 a P4, o primeiro sensor de tensão 2, o segundo sensor de tensão 3, a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10, a carga elétrica 20, o primeiro aparelho de armazenamento 21, o segundo aparelho de armazenamento 22, o aparelho de geração de potência 23 e o aparelho de partida 24 são configurados de maneira idêntica às suas contrapartes no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 e, portanto, a descrição das mesmas foi omitida.

[00056] O dispositivo de controle 1A controla uma operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A. Nessa modalidade, o dispositivo de controle 1A é um computador que inclui uma CPU, uma RAM, uma ROM, uma interface de entrada/saída e assim por diante. O dispositivo de controle 1A lê programas que correspondem aos vários elementos funcionais como a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 e uma unidade de comutação de condição 11A da ROM ou da RAM e faz com que a CPU execute o processamento correspondente para os vários elementos funcionais. Mais especificamente, o dispositivo de controle 1A (unidade de comutação de condição 11A) executa cálculos que correspondem aos vários elementos funcionais após receber as saídas do primeiro sensor de tensão 2, do segundo sensor de tensão 3, de um terceiro sensor de tensão e assim por diante e controla o primeiro comutador 5A, o segundo comutador 6A, o terceiro comutador 7A, o quarto comutador 8A e semelhantes com base nos resultados dos cálculos.

[00057] O primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A comutam os circuitos elétricos entre a condição condutiva e a condição desativada. Especificamente, o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A são constituídos pelos elementos de comutação configurados para serem comutados entre a condição condutiva e a condição desativada. Além disso, uma corrente que flui através do elemento de comutação, que constitui cada um dentre o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A, na condição condutiva é controlável (variável). Mais especificamente, o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A incluem, por exemplo, um tiristor, um transistor bipolar, um transistor bipolar de porta isolada (IGBT), um transistor de efeito de campo (FET) e assim por diante. Ademais, um elemento de comutação do tipo de depressão ou um elemento de comutação do tipo de intensificação pode ser usado. Nessa modalidade, um transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor do tipo de depressão (MOSFET) é usado como o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A. Nota-se que cada um dentre o segundo comutador 6A e o quarto comutador 8A pode ser constituído por um relé configurado de tal modo que uma corrente que flui através do relé na condição condutiva não seja controlável.

[00058] O MOSFET que serve como o primeiro comutador 5A usa a tensão da porta de entrada/saída P1 como uma fonte de alimentação de acionamento de portão. O MOSFET que serve como o segundo comutador 6A usa a tensão da porta de entrada/saída P2 como uma fonte de alimentação de acionamento de portão. O MOSFET que serve como o terceiro comutador 7A usa a tensão da porta de entrada/saída P1 como uma fonte de alimentação de acionamento de portão. O MOSFET que serve como o quarto comutador 8A usa a tensão da porta de entrada/saída P3 como uma fonte de alimentação de acionamento de portão. Ademais, os valores das respectivas tensões de portão do primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A são controlados a partir de 0 V até um valor de tensão da fonte de alimentação de acionamento de portão pelo dispositivo de controle 1A que serve como um circuito de controle de entrada. Nessa modalidade, os MOSFETs do tipo de depressão são usados e, portanto, uma corrente de condução (uma corrente de drenagem) aumenta à medida que o valor da tensão de portão diminui.

[00059] O terceiro sensor de tensão 4, semelhantemente ao primeiro sensor de tensão 2 e ao segundo sensor de tensão 3, detecta uma tensão exigida para operar o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A. Nessa modalidade, o terceiro sensor de tensão 4 é fixado a fim de detectar uma tensão da porta de entrada/saída P1. O terceiro sensor de tensão 4 detecta a tensão da porta de entrada/saída P1 repetidamente em intervalos de tempo predeterminados e emite um valor de tensão detectado para o dispositivo de controle 1A.

[00060] A unidade de comutação de condição 11A comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A. Nessa modalidade, a unidade de comutação de condição 11A comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A com base no resultado da determinação da unidade de determinação de condição de carga e descarga 10.

[00061] Especificamente, a unidade de comutação de condição 11A comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A quando a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10 determina que pelo menos um dentre o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o segundo aparelho de armazenamento 22 não está na condição desnecessária de comutação de carga e descarga. Mais especificamente, a unidade de comutação de condição 11A comuta o comutador relacionado à carga que está na condição condutiva, dentre o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A, para a condição desativada. Ademais, a unidade de comutação de condição 11A comuta o comutador relacionado à descarga que está na condição desativada, dentre o primeiro ao quarto comutadores 5A a 8A, gradualmente para a condição condutiva e quando o comutador alcança uma condição condutiva predeterminada, comuta o comutador relacionado à descarga na condição condutiva para a condição desativada e comuta o comutador relacionado à carga na condição desativada para a condição condutiva.

[00062] Por exemplo, pode-se contemplar um caso em que o primeiro comutador 5A e o quarto comutador 8A estão na condição condutiva enquanto o segundo comutador 6A e o terceiro comutador 7A estão na condição desativada. Nesse caso, o primeiro aparelho de armazenamento 21 está atualmente sendo descarregado ou, em outras palavras, o primeiro aparelho de armazenamento 21 está fornecendo potência para a carga elétrica 20 e o segundo aparelho de armazenamento 22 está atualmente sendo carregado ou, em outras palavras, o aparelho de geração de potência 23 está fornecendo potência para o segundo aparelho de armazenamento 22.

[00063] Nesse caso, quando a tensão do segundo aparelho de armazenamento 22 que está sendo carregado exceder o primeiro valor predeterminado α, a unidade de comutação de condição 11A determina que o segundo aparelho de armazenamento 22 está na condição necessária de descarga. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11A comuta o quarto comutador 8A para a condição desativada enquanto mantém o primeiro comutador 5A na condição condutiva. A unidade de comutação de condição 11A reduz, então, gradualmente a tensão de portão do terceiro comutador 7A, que é ajustada no valor de tensão da porta de entrada/saída P1, para 0 V nos aumentos de um valor predeterminado ΔV de tal modo que a corrente de drenagem do terceiro comutador 7A aumente gradualmente. Como um resultado, a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a descarga do mesmo é iniciada. Então, quando a tensão na porta de entrada/saída P1 começar a aumentar devido ao aumento na corrente de drenagem do terceiro comutador 7A, a unidade de comutação de condição 11A comuta o primeiro comutador 5A para a condição desativada e comuta o segundo comutador 6A para a condição condutiva. Como um resultado, a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a carga do mesmo é iniciada. Nota-se que o aumento na tensão da porta de entrada/saída P1 é detectado pelo terceiro sensor de tensão 4.

[00064] Ademais, quando a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 que está sendo descarregado cai abaixo do segundo valor predeterminado β, a unidade de comutação de condição 11A determina que o primeiro aparelho de armazenamento 21 está na condição necessária de carga. Dessa maneira, a unidade de comutação de condição 11A executa o processamento idêntico àquele do caso descrito acima, em que o segundo aparelho de armazenamento 22 é determinado para estar na condição necessária de descarga. Como um resultado, a descarga do primeiro aparelho de armazenamento 21 é interrompida e a carga do mesmo é iniciada. Ademais, a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 é interrompida e a descarga do mesmo é iniciada.

[00065] Nota-se que em todos os casos, a comutação entre a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do primeiro aparelho de armazenamento 21 e a fonte de alimentação para a carga elétrica 20 a partir do segundo aparelho de armazenamento 22 é realizada em um curto período de sobreposição e, portanto, a carga elétrica 20 pode receber uma fonte de alimentação contínua.

[00066] No presente documento, referindo-se à Figura 7, será descrito o processamento (a ser referido, doravante, como "processamento de comutação de segunda condição") realizado pela primeira unidade de comutação de condição 11A para comutar a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A. A Figura 7 é um fluxograma que mostra um fluxo do processamento de comutação de segunda condição. O dispositivo de controle 11A executa o processamento de comutação de segunda condição repetidamente em intervalos de tempo predeterminados. As etapas S11 a S16 na Figura 7 são idênticas às etapas S1 a S6 na Figura 3. Portanto, a descrição das etapas S11 a S16 foi omitida e a descrição detalhada é fornecida a partir da etapa S17, progressivamente.

[00067] Na etapa S17 ou, em outras palavras, quando for determinado que o aparelho de armazenamento carregado está na condição necessária de descarga ou o aparelho de armazenamento descarregado está na condição necessária de carga, a unidade de comutação de condição 11A do dispositivo de controle 1A interrompe a carga do aparelho de armazenamento carregado. Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de comutação de condição 11A para a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 através da comutação do segundo comutador 6A para a condição desativada. Como um resultado, a variação de tensão no aparelho de geração de potência 23 é impedida de afetar a carga elétrica 20 por meio do segundo comutador 6A e do primeiro comutador 5A. Nota-se que, nesse caso, o quarto comutador 8A está na condição desativada.

[00068] Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de comutação de condição 11A para a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 através da comutação do quarto comutador 8A para a condição desativada. Como um resultado, a variação de tensão no aparelho de geração de potência 23 é impedida de afetar a carga elétrica 20 por meio do quarto comutador 8A e do terceiro comutador 7A. Nota-se que, nesse caso, o segundo comutador 6 A está na condição desativada.

[00069] Em seguida, o dispositivo de controle 1A reduz a tensão de portão do comutador do lado de descarga na condição desativada (o primeiro comutador 5A ou o terceiro comutador 7A) pelo valor predeterminado ΔV (etapa S18). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, o dispositivo de controle 1A reduz a tensão de portão do primeiro comutador 5A, do comutador do lado de descarga na condição desativada, por ΔV. Como um resultado, a corrente de drenagem que flui através do primeiro comutador 5A é aumentada. Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, o dispositivo de controle 1A reduz a tensão de portão do terceiro comutador 7A, do comutador do lado de descarga na condição desativada, por ΔV. Como um resultado, a corrente de drenagem que flui através do terceiro comutador 7A é aumentada.

[00070] Em seguida, o dispositivo de controle 1A determina se a tensão na porta de entrada/saída P1 aumentou ou não com base na saída do terceiro sensor de tensão 4 (etapa S19). Tendo determinado que a tensão na porta de entrada/saída P1 não aumentou (NÃO na etapa S19), o dispositivo de controle 1A retorna o processamento para a etapa S18 para reduzir, ainda mais, a tensão de portão do comutador do lado de descarga na condição desativada por ΔV. O dispositivo de controle 1A repete o processamento das etapas S18 e S19 até que a tensão na porta de entrada/saída P1 seja determinada para ter aumentado.

[00071] Tendo determinado que a tensão na porta de entrada/saída P1 aumentou (SIM na etapa S19), a unidade de comutação de condição 11A comuta o comutador do lado de descarga na condição condutiva para a condição desativada (etapa S20). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de comutação de condição 11 A comuta o terceiro comutador 7A, o comutador do lado de descarga na condição condutiva para a condição desativada. Como um resultado, o segundo aparelho de armazenamento 22 que serve como o aparelho de armazenamento descarregado é desconectado da carga elétrica 20 para que o segundo aparelho de armazenamento 22 possa ser carregado. Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de comutação de condição 11 A comuta o primeiro comutador 5A, o comutador do lado de descarga na condição condutiva para a condição desativada. Como um resultado, o primeiro aparelho de armazenamento 21 que serve como o aparelho de armazenamento descarregado é desconectado da carga elétrica 20 para que o primeiro de armazenamento 21 possa ser carregado.

[00072] Em seguida, a unidade de comutação de condição 11A inicia a carga do aparelho de armazenamento que era, inicialmente, o aparelho de armazenamento descarregado (etapa S21). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado era, inicialmente, o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de comutação de condição 11A começa a carga do segundo aparelho de armazenamento 22 que era, inicialmente, o aparelho de armazenamento descarregado através da comutação do quarto comutador 8A para a condição condutiva. Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado era, inicialmente, o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de comutação de condição 11A começa a carga do primeiro aparelho de armazenamento 21 que era, inicialmente, o aparelho de armazenamento descarregado através da comutação do segundo comutador 6A para a condição condutiva.

[00073] Em seguida, o dispositivo de controle 1A determina se a tensão de portão do comutador do lado de descarga que estava inicialmente na condição desativada alcançou ou não uma tensão de condução (0 V, por exemplo) com base na saída do terceiro sensor de tensão 4 (etapa S22). Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado era inicialmente o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de comutação de condição 11A determina se a tensão de portão do primeiro comutador 5A que era inicialmente o comutador do lado de descarga na condição desativada alcançou ou não a tensão de condução. Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado era inicialmente o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de comutação de condição 11A determina se a tensão de portão do terceiro comutador 7A que era inicialmente o comutador do lado de descarga na condição desativada alcançou ou não a tensão de condução. Nota-se que a tensão de condução é uma tensão de portão realizada quando a corrente de drenagem estiver em um máximo.

[00074] Tendo determinado que a tensão de portão do comutador do lado de descarga inicialmente na condição desativada não alcançou a tensão de condução (NÃO na etapa S22), o dispositivo de controle 1A reduz, ainda mais, a tensão de portão do comutador do lado de descarga inicialmente na condição desativada pelo valor predeterminado ΔV (etapa S23). O dispositivo de controle 1A repete, então, o processamento das etapas S22 e S23 até que a tensão de portão do comutador do lado de descarga inicialmente na condição desativada alcance a tensão de condução.

[00075] Tendo determinado que a tensão de portão do comutador do lado de descarga inicialmente na condição desativada alcançou a tensão de condução (SIM na etapa S22), o dispositivo de controle 1A termina o processamento de comutação de segunda condição atual.

[00076] Em seguida, referindo-se às Figuras 8A e 8B, uma transição da tensão na porta de entrada/saída P1 ou, em outras palavras, a tensão aplicada à carga elétrica 20, durante o processamento de comutação de segunda condição será descrita. As Figuras 8A e 8B são gráficos que mostram as transições das tensões nas portas de entrada/saída P1, P2 e P3, nas quais o tempo é disposta sobre a abscissa e a tensão é disposta sobre a ordenada. A Figura 8A é um gráfico idêntico à Figura 4 e mostra as transições das tensões nas portas de entrada/saída P1, P2 e P3 durante o processamento de comutação de primeira condição para a comparação com a Figura 8B. Ademais, nas Figuras 8A e 8B, uma transição indicada por uma linha preta sólida representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P1, uma transição indicada por uma linha branca pontilhada representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P2 e uma transição indicada por uma linha branca pontilhada e tracejada representa a transição da tensão na porta de entrada/saída P3. Ademais, o ponto SP1 indica o ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P1 excede o primeiro valor predeterminado α e o primeiro aparelho de armazenamento 21 que serve como o aparelho de armazenamento carregado entra na condição necessária de descarga. O ponto SP2 indica o ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P3 excede o primeiro valor predeterminado α e o segundo aparelho de armazenamento 22 que serve como o aparelho de armazenamento carregado entra na condição necessária de descarga. O ponto SP3 indica o ponto de comutação no qual a tensão na porta de entrada/saída P3 cai abaixo do segundo valor predeterminado β e o segundo aparelho de armazenamento 22 que serve como o aparelho de armazenamento descarregado entra na condição necessária de carga.

[00077] Conforme mostrado na Figura 8B, quando o aparelho de armazenamento carregado entrar na condição necessária de descarga ou o aparelho de armazenamento descarregado entrar na condição necessária de carga, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A realiza uma comutação de tal modo que o aparelho de armazenamento carregado se torne o aparelho de armazenamento descarregado e o aparelho de armazenamento descarregado se torne o aparelho de armazenamento carregado. Mais especificamente, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A comuta a condição condutiva/desativada da combinação do primeiro e do quarto comutadores 5A, 8A e a condição condutiva/desativada da combinação do segundo e do terceiro comutadores 6A, 7A. Como um resultado, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A pode manter a tensão na porta de entrada/saída P1 em uma tensão dentro da faixa que se estende a partir do segundo valor predeterminado β até o primeiro valor predeterminado α.

[00078] Ademais, conforme mostrado na Figura 8B, a variação de tensão que ocorre na porta de entrada/saída P1 durante a comutação realizada pelo aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A é mais sutil do que a variação de tensão causada pelo aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 mostrado na Figura 8 A. A razão para isso é que a corrente que flui para a carga elétrica 20 do aparelho de armazenamento que era, inicialmente, o aparelho de armazenamento carregado pode ser aumentada gradualmente pelo elemento de comutação configurado de tal modo que a corrente que flui através do elemento de comutação na condição condutiva seja controlável. Como um resultado, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A tem a capacidade de suprimir a rápida variação de tensão na porta de entrada/saída P1 durante uma comutação de carga e descarga.

[00079] Com o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A, então, configurado, além dos efeitos do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 descrito acima, a rápida variação na tensão aplicada à carga elétrica 20 durante uma comutação de carga e descarga pode ser suprimida. Portanto, quando a carga elétrica 20 incluir uma lâmpada, por exemplo, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A pode suprimir ainda mais a cintilação da lâmpada causada pela variação de tensão durante uma comutação de carga e descarga.

[00080] Além do mais, a unidade de comutação de condição 11A aumenta gradualmente a corrente de drenagem reduzindo-se, gradualmente, a tensão de portão de um transistor de efeito de campo do tipo de depressão (MOSFET) em aumentos do valor predeterminado ΔV. A invenção não se limita a isso, no entanto e, em vez disso, a unidade de comutação de condição 11A pode aumentar gradualmente a corrente de drenagem aumentando-se, gradualmente, a tensão de portão de um transistor de efeito de campo do tipo de intensificação (MOSFET) em aumentos do valor predeterminado ΔV.

[00081] Ademais, nas modalidades acima, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, 100A fornece potência para a carga elétrica 20 carregando-se, continuamente, um dos dois aparelhos de armazenamento enquanto descarrega o outro. A invenção não se limita a isso, no entanto e, em vez disso, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100, 100A pode fornecer potência para a carga elétrica 20 carregando-se, continuamente, um ou uma pluralidade de três ou mais aparelhos de armazenamento enquanto descarrega outro aparelho de armazenamento.

[00082] Em seguida, referindo-se à Figura 9, um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B de acordo com uma terceira modalidade da invenção será descrito. A Figura 9 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B.

[00083] O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B é um aparelho embutido em veículo instalado em um veículo que usa um mecanismo motor, um motor elétrico e assim por diante como uma fonte de acionamento. O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B é configurado identicamente ao aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100 à parte das configurações de um aparelho de saída 9 e de uma unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 e, portanto, a descrição das partes idênticas foi omitida. Ademais, um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B mostrado na Figura 9 é idêntico ao sistema de fonte de alimentação mostrado na Figura 2, exceto que um dispositivo de controle 1B e o aparelho de geração de potência 23 são conectados por uma linha de sinal e, portanto, um diagrama de circuito esquemático do sistema de fonte de alimentação foi omitido.

[00084] O dispositivo de controle 1B controla uma operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B. Nessa modalidade, o dispositivo de controle 1B é um computador que inclui uma CPU, uma RAM, uma ROM, uma interface de entrada/saída e assim por diante. O dispositivo de controle 1B lê os programas que correspondem aos vários elementos funcionais como a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10, a unidade de comutação de condição 11 e a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 do ROM ou da RAM e faz com que a CPU execute o processamento que corresponde aos vários elementos funcionais. Mais especificamente, o dispositivo de controle 1B (isto é, a unidade de comutação de condição 11 e a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12) executa cálculos que correspondem aos vários elementos funcionais após receber as saídas do primeiro sensor de tensão 2, do segundo sensor de tensão 3 e assim por diante e controla o primeiro comutador 5, o segundo comutador 6, o terceiro comutador 7, o quarto comutador 8, o aparelho de saída 9 e semelhantes com base nos resultados dos cálculos.

[00085] O aparelho de saída 9 emite várias informações e inclui, por exemplo, um aparelho de saída de áudio como um alto-falante embutido em veículo ou uma campainha, um aparelho de exibição como um monitor embutido em veículo ou uma lâmpada de LED e um aparelho de vibração como um vibrador de assento ou um vibrador de volante. Nessa modalidade, o aparelho de saída 9 é um monitor embutido em veículo que exibe várias informações de acordo com os sinais de controle emitidos pelo dispositivo de controle 1B.

[00086] A unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 detecta anormalidades nos aparelhos de armazenamento conectados ao aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B. Nessa modalidade, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 detecta anormalidades no primeiro aparelho de armazenamento 21 e no segundo aparelho de armazenamento 22.

[00087] Especificamente, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 obtém a tensão de um aparelho de armazenamento submetido a uma detecção de anormalidade quando o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade for desconectado do aparelho de geração de potência 23 e detectar uma anormalidade no aparelho de armazenamento com base na tensão obtida. Nota-se que a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 pode obter a tensão do aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade após o aparelho de armazenamento ter sido carregado por um período predeterminado. Ao se fazer isso, uma anormalidade no aparelho de armazenamento pode ser detectada mais facilmente determinando-se que a tensão do aparelho de armazenamento não variou ou, em outras palavras, que o aparelho de armazenamento não foi carregado, apesar da tentativa de carregar o aparelho de armazenamento.

[00088] Mais especificamente, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina que uma anormalidade ocorreu no aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade quando a tensão do aparelho de armazenamento for menor do que um terceiro valor predeterminado Y. O terceiro valor predeterminado Y é igual ou menor do que o segundo valor predeterminado β descrito acima, mas pode ser variado de acordo com o tipo do aparelho de armazenamento.

[00089] Após determinar que ocorreu uma anormalidade no aparelho de armazenamento, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 comuta os comutadores de modo que outro aparelho de armazenamento em que uma anormalidade não foi detectada, a carga elétrica 20 e o aparelho de geração de potência 23 são eletricamente conectados. Ao se fazer isso, o outro aparelho de armazenamento em que uma anormalidade não foi detectada pode ser carregado enquanto se garante que a potência pode ser fornecida continuamente para a carga elétrica 20 ou a partir do outro aparelho de armazenamento em que uma anormalidade não foi detectada ou do aparelho de geração de potência 23. Ademais, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 emite um sinal de controle para o aparelho de geração de potência 23 para controlar o aparelho de geração de potência 23 de tal modo que a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 permaneça dentro de uma faixa predeterminada. Por exemplo, a faixa predeterminada é uma faixa que se estende do segundo valor predeterminado β (12 V, por exemplo) até o primeiro valor predeterminado α (13 V, por exemplo). Como um resultado, uma tensão excessivamente grande não é aplicada à carga elétrica 20.

[00090] No presente documento, referindo-se à Figura 10, o processamento (a ser referido, doravante, como "processamento de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento") realizado pela unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 para detectar uma anormalidade no aparelho de armazenamento será descrito. A Figura 10 é um fluxograma que mostra um fluxo do processamento de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento. O dispositivo de controle 1B executa o processo de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento repetidamente em intervalos de tempo predeterminados. Nota-se que o dispositivo de controle 1B pode executar o processamento de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento em uma regulagem predeterminada como após a carga ter sido realizada por um período predeterminado no aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade, por exemplo.

[00091] Primeiro, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 do dispositivo de controle 1B desconecta eletricamente o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade do aparelho de geração de potência 23 (etapa S21).

[00092] Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 desconecta eletricamente o primeiro aparelho de armazenamento 21 do aparelho de geração de potência 23 comutando-se o segundo comutador 6 para a condição desativada. Ao se fazer isso, a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 pode ser detectada sem ser afetada pela tensão gerada do aparelho de geração de potência 23. Nota-se que, nesse caso, o primeiro e o quarto comutadores 5, 8 estão na condição desativada, enquanto o terceiro comutador 7 está na condição condutiva. Por isso, a carga elétrica 20 e o primeiro aparelho de armazenamento 21 são eletricamente desconectados enquanto garantem que a potência possa ser fornecida continuamente do segundo aparelho de armazenamento 22 para a carga elétrica 20.

[00093] Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 desconecta eletricamente o segundo aparelho de armazenamento 22 do aparelho de geração de potência 23 comutando-se o quarto comutador 8 para a condição desativada. Ao se fazer isso, a tensão do segundo aparelho de armazenamento 22 pode ser detectada sem ser afetada pela tensão gerada do aparelho de geração de potência 23. Nota-se que, nesse caso, o primeiro comutador 5 está na condição condutiva, enquanto o segundo e o terceiro comutadores 6, 7 estão na condição desativada. Por isso, a carga elétrica 20 e o segundo aparelho de armazenamento 22 são eletricamente desconectados enquanto garantem que a potência possa ser fornecida continuamente do primeiro aparelho de armazenamento 21 para a carga elétrica 20.

[00094] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina se a tensão do aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade é ou não menor do que o terceiro valor predeterminado Y com base na saída do primeiro sensor de tensão 2 ou do segundo sensor de tensão 3 (etapa S22).

[00095] Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina se a tensão do primeiro aparelho de armazenamento 21 é ou não menor do que o terceiro valor predeterminado Y com base na saída do primeiro sensor de tensão 2.

[00096] Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina se a tensão do segundo aparelho de armazenamento 22 é ou não menor do que o terceiro valor predeterminado y com base na saída do segundo sensor de tensão 3.

[00097] Após determinar que a tensão do aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade é menor do que o terceiro valor predeterminado y (SIM na etapa S22), a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 emite um sinal de controle para o aparelho de saída 9 de tal modo que uma mensagem que indica que uma anormalidade foi detectada no aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade seja exibida no monitor embutido em veículo (etapa S23).

[00098] Após determinar que a tensão do aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade é igual ou maior do que o terceiro valor predeterminado y (NÃO na etapa S22), por outro lado, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 executa a etapa S24 sem emitir um sinal de controle para o aparelho de saída 9.

[00099] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina se a detecção de anormalidade foi realizada em todos os aparelhos de armazenamento (etapa S24). Quando for determinado que a detecção de anormalidade não foi realizada em todos os aparelhos de armazenamento (NÃO na etapa S24), a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 comuta o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade para outro aparelho de armazenamento (etapa S25) e, então, executa o processamento da etapa S21 progressivamente. Quando for determinado que a detecção de anormalidade foi realizada em todos os aparelhos de armazenamento (SIM na etapa S24), a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina se uma anormalidade foi ou não detectada em quaisquer dos aparelhos de armazenamento (etapa S26).

[000100] Quando for determinado que uma anormalidade foi detectada em um dos aparelhos de armazenamento (SIM na etapa S26), a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 conecta eletricamente a carga elétrica 20, o aparelho de armazenamento normal e o aparelho de geração de potência 23 e controla a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 para a faixa predeterminada (etapa S27).

[000101] Mais especificamente, quando for determinado que uma anormalidade foi detectada apenas no primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 comuta o primeiro e o segundo comutadores 5, 6 para a condição desativada e comuta o terceiro e o quarto comutadores 7, 8 para a condição condutiva. Ao se fazer isso, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 conecta eletricamente a carga elétrica 20, o segundo aparelho de armazenamento 22 e o aparelho de geração de potência 23. Como um resultado, o segundo aparelho de armazenamento 22, no qual uma anormalidade não foi detectada, pode ser carregado com a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 enquanto garante que a potência possa ser fornecida continuamente para a carga elétrica 20 a partir do segundo aparelho de armazenamento 22 ou do aparelho de geração de potência 23. A unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 também controla a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 para a faixa predeterminada. Ao se fazer isso, uma tensão excessivamente grande não é aplicada à carga elétrica 20.

[000102] Alternativamente, quando for determinado que uma anormalidade foi detectada apenas no segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 comuta o primeiro e o segundo comutadores 5, 6 para a condição condutiva e comuta o terceiro e o quarto comutadores 7, 8 para a condição desativada. Ao se fazer isso, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 conecta eletricamente a carga elétrica 20, o primeiro aparelho de armazenamento 21 e o aparelho de geração de potência 23. Como um resultado, o primeiro aparelho de armazenamento 21, no qual uma anormalidade não foi detectada, pode ser carregado com a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 enquanto garante que a potência possa ser fornecida continuamente para a carga elétrica 20 a partir do primeiro aparelho de armazenamento 21 ou do aparelho de geração de potência 23. A unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 também controla a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 para a faixa predeterminada. Ao se fazer isso, uma tensão excessivamente grande não é aplicada à carga elétrica 20.

[000103] Em um caso em que uma anormalidade é detectada em um ou uma pluralidade de aparelhos de armazenamento, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 não tem que conectar o aparelho de geração de potência 23 ao aparelho de armazenamento normal conectado à carga elétrica 20, contanto que exista uma pluralidade de aparelhos de armazenamento normais. A razão para isso é que a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B pode continuar a ser comutada pela unidade de comutação de condição 11 enquanto se usa a pluralidade de aparelhos de armazenamento normais em sequência como o aparelho de armazenamento carregado ou o aparelho de armazenamento descarregado.

[000104] Ademais, após detectar uma anormalidade em um aparelho de armazenamento, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 pode conectar eletricamente a carga elétrica 20, outro aparelho de armazenamento e o aparelho de geração de potência 23 e controlar a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 até a faixa predeterminada sem realizar a detecção de anormalidade em qualquer um dos aparelhos de armazenamento restantes.

[000105] Assim, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina a ocorrência de uma anormalidade no aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade com base na tensão do aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade após desconectar o aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade do aparelho de geração de potência 23. Como um resultado, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 pode determinar a ocorrência de uma anormalidade no aparelho de armazenamento com precisão.

[000106] Ademais, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 determina a ocorrência de uma anormalidade no aparelho de armazenamento submetido à detecção de anormalidade com base no fato de se uma tensão condição a ser estabelecida no aparelho de armazenamento quando normal é ou não estabelecida com precisão. Como um resultado, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 pode determinar a ocorrência de uma anormalidade no aparelho de armazenamento com precisão.

[000107] Ademais, mesmo quando a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 detecta uma anormalidade em um ou uma pluralidade de aparelhos de armazenamento, a operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B pode ser continuada, contanto que pelo menos um aparelho de armazenamento seja normal. Em outras palavras, a potência pode ser fornecida continuamente para a carga elétrica 20 a partir do aparelho de armazenamento normal.

[000108] Em seguida, referindo-se à Figura 11, um aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C de acordo com uma quarta modalidade da invenção será descrito. A Figura 11 é um diagrama de blocos funcional que mostra um exemplo de uma configuração do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C.

[000109] O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C é um aparelho embutido em veículo instalado em um veículo que usa um mecanismo motor, um motor elétrico e assim por diante como uma fonte de acionamento. O aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C é configurado identicamente ao aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B à parte das configurações do terceiro sensor de tensão 4, de um quarto sensor de tensão 40 e uma unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 e, portanto, a descrição das partes idênticas foi omitida. Ademais, um sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C mostrado na Figura 11 é idêntico ao sistema de fonte de alimentação que inclui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B e, portanto, um diagrama de circuito esquemático do sistema de fonte de alimentação foi omitido.

[000110] Um dispositivo de controle 1C controla uma operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C. Nessa modalidade, o dispositivo de controle 1C é um computador que inclui uma CPU, uma RAM, uma ROM, uma interface de entrada/saída e assim por diante. O dispositivo de controle 1C lê programas que correspondem aos vários elementos funcionais como a unidade de determinação de condição de carga e descarga 10, a unidade de comutação de condição 11, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 13 da ROM ou da RAM e faz com que a CPU execute o processamento correspondente para os vários elementos funcionais. Mais especificamente, o dispositivo de controle 1C (isto é, a unidade de comutação de condição 11, a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 e a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13) executa cálculos que correspondem aos vários elementos funcionais após receber as saídas do primeiro sensor de tensão 2, do segundo sensor de tensão 3, do terceiro sensor de tensão 4, do quarto sensor de tensão 40 e assim por diante e controla o primeiro comutador 5, o segundo comutador 6, o terceiro comutador 7, o quarto comutador 8, o aparelho de saída 9 e semelhantes com base nos resultados dos cálculos.

[000111] O terceiro sensor de tensão 4 e o quarto sensor de tensão 40, semelhantemente ao primeiro sensor de tensão 2 e ao segundo sensor de tensão 3, detectam as tensões exigidas para operar o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C. Nessa modalidade, o terceiro sensor de tensão 4 é fixado a fim de detectar a tensão da porta de entrada/saída P1. O terceiro sensor de tensão 4 detecta a tensão da porta de entrada/saída P1 repetidamente em intervalos de tempo predeterminados e emite um valor de tensão detectado para o dispositivo de controle 1C. Ademais, o quarto sensor de tensão 40 é fixado a fim de detectar a tensão da porta de entrada/saída P4. O quarto sensor de tensão 40 detecta a tensão da porta de entrada/saída P4 repetidamente em intervalos de tempo predeterminados e emite um valor de tensão detectado para o dispositivo de controle 1C.

[000112] A unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 detecta uma anormalidade em um comutador que constitui o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C. Nessa modalidade, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 detecta uma anormalidade em pelo menos um dentre o primeiro comutador 5, o segundo comutador 6, o terceiro comutador 7 e o quarto comutador 8.

[000113] Especificamente, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 define a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 em um valor maior do que as tensões de todos os aparelhos de armazenamento.

[000114] A unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 obtém, então, a tensão da porta de entrada/saída P1 à qual a carga elétrica 20 é conectada, a tensão (a ser referida, doravante, como a "tensão do aparelho de armazenamento carregado") da porta de entrada/saída à qual o aparelho de armazenamento carregado é conectado, a tensão (a ser referida, doravante, como a "tensão do aparelho de armazenamento descarregado") da porta de entrada/saída à qual o aparelho de armazenamento descarregado é conectado e a tensão da porta de entrada/saída P4 à qual o aparelho de geração de potência 23 é conectado e detecta uma anormalidade no comutador com base nas tensões obtidas.

[000115] Mais especificamente, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina que uma anormalidade não ocorreu no comutador quando a tensão da porta de entrada/saída P1 for igual à tensão do aparelho de armazenamento carregado, a tensão do aparelho de armazenamento descarregado for igual à tensão da porta de entrada/saída P4 e a tensão da porta de entrada/saída P1 diferir da tensão da porta de entrada/saída P4. Em outras palavras, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina que uma anormalidade ocorreu no comutador quando a tensão da porta de entrada/saída P1 diferir da tensão do aparelho de armazenamento carregado ou quando a tensão do aparelho de armazenamento descarregado diferir da tensão da porta de entrada/saída P4 ou quando a tensão da porta de entrada/saída P1 e a tensão da porta de entrada/saída P4 forem iguais.

[000116] A razão para isso é que no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C, a tensão da porta de entrada/saída P1 e a tensão do aparelho de armazenamento carregado são iguais quando o comutador entre a porta de entrada/saída P1 e a porta de entrada/saída à qual o aparelho de armazenamento carregado é conectado é normal.

[000117] Ademais, no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C, a tensão do aparelho de armazenamento descarregado e a tensão da porta de entrada/saída P4 são iguais quando o comutador entre a porta de entrada/saída à qual o aparelho de armazenamento descarregado é conectado e a porta de entrada/saída P4 é normal.

[000118] Ademais, no aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C, quando todos os comutadores forem normais, o circuito de carga e o circuito de fonte de alimentação são eletricamente separados e, portanto, contanto que a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 seja definida para ser maior do que as tensões de todos os aparelhos de armazenamento, a tensão da porta de entrada/saída P1 e a tensão da porta de entrada/saída P4 não se tornam iguais.

[000119] Em seguida, tendo determinado que uma anormalidade ocorre em pelo menos um comutador, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta todos os comutadores para a condição condutiva. A razão para isso é que, quando uma anormalidade ocorre mesmo em apenas um comutador, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C não pode ser operado, conforme esperado, através do controle executado pela unidade de comutação de condição 11. Como um resultado, a operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C é continuada em uma segunda melhor condição de operação. Ademais, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 emite um sinal de controle para o aparelho de geração de potência 23 para controlar o aparelho de geração de potência 23 de tal modo que a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 permaneça dentro de uma faixa predeterminada. Por exemplo, a faixa predeterminada é uma faixa que se estende do segundo valor predeterminado β (12 V, por exemplo) até o primeiro valor predeterminado α (13 V, por exemplo). Como um resultado, uma tensão excessivamente grande não é aplicada à carga elétrica 20.

[000120] No presente documento, referindo-se à Figura 12, será descrito o processamento (a ser referido, doravante, como "processamento de detecção de anormalidade de comutação") realizado pela unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 para detectar uma anormalidade em um comutador. A Figura 12 é um fluxograma que mostra um fluxo do processamento de detecção de anormalidade de comutação. O dispositivo de controle 1C executa o processo de detecção de anormalidade de comutação repetidamente em intervalos de tempo predeterminados. Nota-se que o dispositivo de controle 1C pode executar o processamento de detecção de anormalidade de comutação em uma regulagem predeterminada como durante a partida veículo, por exemplo.

[000121] Primeiro, quando a geração de potência pelo aparelho de geração de potência 23 estiver a caminho, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 do dispositivo de controle 1C para a geração de potência pelo aparelho de geração de potência 23 (etapa S31). Isso é para impedir que a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 afete as tensões dos aparelhos de armazenamento quando as tensões dos aparelhos de armazenamento forem obtidas. Nota-se que, nesse caso, o aparelho de armazenamento descarregado é conectado à carga elétrica 20 por meio da porta de entrada/saída P1 e o aparelho de armazenamento carregado é conectado ao aparelho de geração de potência 23 por meio da porta de entrada/saída P4.

[000122] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 obtém as respectivas tensões da pluralidade de aparelhos de armazenamento que constituem o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C e deriva as mais altas-tensões obtidas como a tensão de referência RV (etapa S32).

[000123] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 define um valor obtido adicionando-se um valor predeterminado ΔRV à tensão de referência RV como a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 (etapa S33). Ao se fazer isso, uma condição em que a tensão da porta de entrada/saída P4 é maior do que as tensões de todos os aparelhos de armazenamento quando nenhuma anormalidade ocorre no comutador é estabelecida.

[000124] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 inicia a geração de potência pelo aparelho de geração de potência 23 (etapa S34). Ao se fazer isso, uma condição em que uma anormalidade de comutador pode ser detectada é estabelecida.

[000125] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina se uma condição predeterminada é ou não satisfeita (etapa S35). Nessa modalidade, a condição predeterminada é satisfeita quando a tensão da porta de entrada/saída P1 for igual à tensão do aparelho de armazenamento carregado, a tensão do aparelho de armazenamento descarregado for igual à tensão da porta de entrada/saída P4 e a tensão da porta de entrada/saída P1 diferir da tensão da porta de entrada/saída P4.

[000126] Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina se uma condição de acordo com a qual a tensão da porta de entrada/saída P1 é igual à tensão da porta de entrada/saída P3, a tensão da porta de entrada/saída P2 é igual à tensão da porta de entrada/saída P4 e a tensão da porta de entrada/saída P1 difere da tensão da porta de entrada/saída P4 é ou não satisfeita.

[000127] Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina se uma condição de acordo com a qual a tensão da porta de entrada/saída P1 é igual à tensão da porta de entrada/saída P2, a tensão da porta de entrada/saída P3 é igual à tensão da porta de entrada/saída P4 e a tensão da porta de entrada/saída P1 difere da tensão da porta de entrada/saída P4 é ou não satisfeita.

[000128] Após determinar que a condição predeterminada não é satisfeita (NÃO na etapa S35), a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 emite um sinal de controle para o aparelho de saída 9 para exibir uma mensagem que incida que uma anormalidade foi detectada no comutador no monitor embutido em veículo (etapa S36).

[000129] Mais especificamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o primeiro aparelho de armazenamento 21 e a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P1 difere da tensão da porta de entrada/saída P3, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre no terceiro comutador 7 é exibida no monitor embutido em veículo. Ademais, quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P2 difere da tensão da porta de entrada/saída P4, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre no segundo comutador 6 é exibida no monitor embutido em veículo. Ademais, quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P1 é igual à tensão da porta de entrada/saída P4, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre em pelo menos um dentre o primeiro comutador 5 e o quarto comutador 8 é exibida no monitor embutido em veículo.

[000130] Alternativamente, quando o aparelho de armazenamento carregado for o segundo aparelho de armazenamento 22 e a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P1 difere da tensão da porta de entrada/saída P2, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre no primeiro comutador 5 é exibida no monitor embutido em veículo. Ademais, quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P3 difere da tensão da porta de entrada/saída P4, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre no quarto comutador 8 é exibida no monitor embutido em veículo. Ademais, quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determinar que a tensão da porta de entrada/saída P1 é igual à tensão da porta de entrada/saída P4, uma mensagem que indica que uma anormalidade ocorre em pelo menos um dentre o segundo comutador 6 e o terceiro comutador 7 é exibida no monitor embutido em veículo.

[000131] Após determinar que a condição predeterminada é satisfeita (SIM na etapa S35), por outro lado, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 executa a etapa S37 sem emitir um sinal de controle para o aparelho de saída 9.

[000132] Em seguida, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina se uma tentativa foi ou não realizada para detectar uma anormalidade de comutação em todas as condições de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C (etapa S37). Nessa modalidade, uma determinação é realizada quanto ao fato de se uma tentativa foi ou não realizada para detectar uma anormalidade de comutação em cada uma dentre uma primeira condição de operação e uma segunda condição de operação. A primeira condição de operação é uma condição de operação em que o primeiro aparelho de armazenamento 21 serve como o aparelho de armazenamento descarregado e o segundo aparelho de armazenamento 22 serve como o aparelho de armazenamento carregado, enquanto a segunda condição de operação é uma condição de operação em que o segundo aparelho de armazenamento 22 serve como o aparelho de armazenamento descarregado e o primeiro aparelho de armazenamento 21 serve como o aparelho de armazenamento carregado.

[000133] Quando for determinado que uma tentativa foi realizada para detectar uma anormalidade de comutação em todas as condições de operação (NÃO na etapa S37), a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C para a outra condição de operação (etapa S38) e, então, executa o processamento da etapa S31, progressivamente. Quando for determinado que uma tentativa foi realizada para detectar uma anormalidade de comutação em todas as condições de operação (SIM na etapa S37), a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina se uma anormalidade foi ou não detectada em quaisquer dos comutadores (etapa S39).

[000134] Quando for determinado que uma anormalidade foi detectada em um dos comutadores (SIM na etapa S39), a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta todos os comutadores para a condição condutiva e controla a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 para a faixa predeterminada (etapa S40).

[000135] Mais especificamente, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta todos dentre o primeiro ao quarto comutadores 5 a 8 para a condição condutiva. Como um resultado, a potência pode ser fornecida para a carga elétrica 20 a partir do aparelho de geração de potência 23 por meio do terceiro comutador 7 e do quarto comutador 8 mesmo quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 detectar uma anormalidade no primeiro comutador 5 ou no segundo comutador 6. Ademais, a potência pode ser fornecida para a carga elétrica 20 a partir do aparelho de geração de potência 23 por meio do primeiro comutador 5 e do segundo comutador 6 mesmo quando a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 detectar uma anormalidade no terceiro comutador 7 ou no quarto comutador 8.

[000136] A unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 também controla a tensão gerada do aparelho de geração de potência 23 para a faixa predeterminada. Como um resultado, uma tensão excessivamente grande não é aplicada à carga elétrica 20.

[000137] Ademais, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta todos os comutadores para a condição condutiva independente do comutador em que a anormalidade é detectada. A unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 pode, portanto, comutar todos os comutadores para a condição condutiva no ponto em que uma anormalidade é detectada em um dos comutadores sem tentar detectar uma anormalidade de comutação em todas as condições de operação que podem ser realizadas pelo aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C.

[000138] Nota-se que, quando pelo menos dois dos percursos que ligam a porta de entrada/saída P1 e a porta de entrada/saída P4 por meio das portas de entrada/saída à qual os aparelhos de armazenamento são conectados estão funcionando normalmente, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 precisa comutar todos os comutadores para a condição condutiva. Por exemplo, após determinar que a comutação entre um aparelho de armazenamento específico e o aparelho de geração de potência 23 está presa na condição desativada (DESLIGADA), a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 desconecta apenas o percurso que passa através da porta de entrada/saída à qual o aparelho de armazenamento específico está conectado. Portanto, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 pode fazer com que a unidade de comutação de condição 11 continue comutando a condição de operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C.

[000139] Por isso, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 determina a ocorrência de uma anormalidade em um comutador com base em uma relação de grandeza a ser estabelecida entre as respectivas tensões das portas de entrada/saída P1 a P4 quando a comutação for normal. Como um resultado, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 pode determinar a ocorrência de uma anormalidade no comutador com precisão.

[000140] Ademais, a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 comuta todos os comutadores para a condição condutiva após detectar uma anormalidade em qualquer comutador. Com a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13, portanto, a operação do aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100C pode ser continuada, contanto que todos os percursos que ligam a porta de entrada/saída P1 e a porta de entrada/saída P4 não estejam, simultaneamente, na condição desativada. Em outras palavras, a potência pode ser fornecida para a carga elétrica 20 a partir do aparelho de geração de potência.

[000141] As modalidades da invenção foram descritas em detalhes acima, mas a invenção não se limita às modalidades acima e várias emendas e substituições podem ser aplicadas às modalidades acima sem se afastar do escopo da invenção.

[000142] Por exemplo, nas modalidades acima, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100A pode incluir pelo menos uma dentre a unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12 e a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13. Ademais, o aparelho de fonte de alimentação de múltiplas portas 100B pode incluir a unidade de detecção de anormalidade de comutação 13 em vez da unidade de detecção de anormalidade de aparelho de armazenamento 12.

Claims

1. Aparelho de fonte de alimentação veicular caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira porta (P1) à qual uma carga elétrica (20) é conectada; uma segunda porta (P2) à qual um primeiro aparelho de armazenamento (21) é conectado; uma terceira porta (P3) à qual um segundo aparelho de armazenamento (22) é conectado; uma quarta porta (P4) à qual um aparelho de geração de potência (23) é conectado; um primeiro comutador (5) disposto entre a primeira porta (P1) e a segunda porta (22); um segundo comutador (6) disposto entre a segunda porta (22) e a quarta porta (P4); um terceiro comutador (7) disposto entre a primeira porta (P1) e a terceira porta (P3); um quarto comutador (8) disposto entre a terceira porta (P3) e a quarta porta (P4); e uma unidade de comutação de condição (11; 11A) configurada para comutar entre uma primeira condição em que o primeiro comutador (5) é condutivo, o segundo comutador (6) é desativado, o terceiro comutador (7) é desativado e o quarto comutador (8) é condutivo e uma segunda condição em que o primeiro comutador (5) é desativado, o segundo comutador (6) é condutivo, o terceiro comutador (7) é condutivo e o quarto comutador (8) é desativado, em que cada um dentre o primeiro comutador (5) e o terceiro comutador (7) é constituído por um transistor de efeito de campo do tipo de depressão ou um transistor de efeito de campo do tipo de intensificação; quando cada um dentre o primeiro comutador (5) e o terceiro comutador (7) for constituído pelo transistor de efeito de campo do tipo de depressão, uma corrente de drenagem é gradualmente aumentada levando-se, gradualmente, uma tensão de portão a quase zero; e quando cada um dentre o primeiro comutador (5) e o terceiro comutador (7) for constituído pelo transistor de efeito de campo do tipo de intensificação, uma corrente de drenagem é gradualmente aumentada afastando, gradualmente, uma tensão de portão do zero.

2. Aparelho de fonte de alimentação veicular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na primeira condição, a unidade de comutação de condição (11; 11A) é configurada para controlar o primeiro comutador (5), o segundo comutador (6), o terceiro comutador (7) e o quarto comutador (8) de tal modo que a potência seja fornecida para a carga elétrica do primeiro aparelho de armazenamento (21) e o segundo aparelho de armazenamento (22) seja carregado pelo aparelho de geração de potência (23) em uma condição em que o primeiro aparelho de armazenamento (21) é desconectado do aparelho de geração de potência (23).

3. Aparelho de fonte de alimentação veicular, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, na segunda condição, a unidade de comutação de condição (11; 11A) é configurada para controlar o primeiro comutador (5), o segundo comutador (6), o terceiro comutador (7) e o quarto comutador (8) de tal modo que a potência seja fornecida para a carga elétrica do segundo aparelho de armazenamento (22) e o primeiro aparelho de armazenamento (21) seja carregado pelo aparelho de geração de potência (23) em uma condição em que o segundo aparelho de armazenamento (22) é desconectado do aparelho de geração de potência (23).

4. Aparelho de fonte de alimentação veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, que compreende adicionalmente uma unidade de determinação de condição de carga e descarga (10) configurada para determinar uma condição de carga e descarga do primeiro aparelho de armazenamento (21) e do segundo aparelho de armazenamento (22), caracterizado pelo fato de que a unidade de comutação de condição (11; 11A) é configurada para comutar entre a primeira condição e a segunda condição quando a condição de carga e descarga do primeiro aparelho de armazenamento (21) ou a condição de carga e descarga do segundo aparelho de armazenamento (22) alcançar uma condição predeterminada.

5. Aparelho de fonte de alimentação veicular, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a condição predeterminada é determinada com base em uma tensão do primeiro aparelho de armazenamento (21) e uma tensão do segundo aparelho de armazenamento (22).

6. Aparelho de fonte de alimentação veicular, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que: na primeira condição, a unidade de determinação de condição de carga e descarga é configurada para determinar se uma tensão do segundo aparelho de armazenamento (22) excede ou não um primeiro valor predeterminado ou uma tensão do primeiro aparelho de armazenamento (21) é menor do que um segundo valor predeterminado que é menor do que o primeiro valor predeterminado e a unidade de comutação de condição (11; 11A) é configurada para comutar da primeira condição para a segunda condição quando a unidade de determinação de condição de carga e descarga determinar que a tensão do segundo aparelho de armazenamento (22) excede o primeiro valor predeterminado ou a tensão do primeiro aparelho de armazenamento (21) é menor do que o segundo valor predeterminado; e na segunda condição, a unidade de determinação de condição de carga e descarga é configurada para determinar se a tensão do primeiro aparelho de armazenamento (21) excede ou não o primeiro valor predeterminado ou a tensão do segundo aparelho de armazenamento (22) é menor do que o segundo valor predeterminado e a unidade de comutação de condição (11; 11A) é configurada para comutar da segunda condição para a primeira condição quando a unidade de determinação de condição de carga e descarga determinar que a tensão do primeiro aparelho de armazenamento (21) excede o primeiro valor predeterminado ou a tensão do segundo aparelho de armazenamento (22) é menor do que o segundo valor predeterminado.