BRPI0924742B1

BRPI0924742B1 - Sistema de carga.

Info

Publication number: BRPI0924742B1
Application number: BRPI0924742-4A
Authority: BR
Inventors: Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2019-07-02
Also published as: WO2011077505A1; US20120098488A1; RU2505905C2; EP2466717A4; JP4883252B2; BRPI0924742A2; CN102474107B; US8350527B2; EP2466717A1; EP2466717B1; CN102474107A; JPWO2011077505A1; KR20120025552A; KR101309444B1; ES2555054T3

Abstract

"sistema de carga". a presente invenção refere-se a um veículo (1 o) que inclui uma porta de carregamento (11 0), um carregador (130), um dispositivo de saída de força motriz (140), uma unidade de processamento de comunicação plc (150), e uma unidade ecu de carregamento (160). a porta de carregamento (11 o) é configurada de modo que um cabo carregador (30) possa ser conectado à porta de carregamento. a unidade de processamento de comunicação plc ( 150) usa a porta de carregamento ( 11 o) e o cabo carregador (30) como uma via de comunicação para a realização da comunicação baseada em plc com uma unidade de processamento de comunicação plc (220) de uma casa (20). no caso em que a comunicação baseada em plc chega a um final quando uma carga externa vem a terminar, a unidade ecu de carregamento (160) controla um relé de um dispositivo ccid (40) de modo que o mesmo fique em um estado desligado e, no caso em que a comunicação baseada em plc continua quando a carga externa vem a terminar, a unidade ecu mantém o relé do dispositivo ccid (40) no estado ligado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE CARGA.

CAMPO TÉCNICO [001 ] A presente invenção refere-se a um sistema de carga, e particularmente a um sistema de carga para carregar um dispositivo de armazenamento de força montado em um veículo por meio de um cabo carregador, a partir de uma fonte de alimentação externa ao veículo. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] A Patente Japonesa Aberta ao Domínio Público N. 200933265 (PTL 1) apresenta um sistema de carga capaz de carregar uma bateria montada em um veículo a partir de uma fonte de alimentação externa ao veículo. Neste sistema de carga, uma fonte de alimentação comercial é conectada através de um cabo a uma porta de carregamento para carregar a bateria montada no veículo, e a bateria montada no veículo pode ser carregada pela fonte de alimentação comercial. Além disso, o veículo e a fonte de alimentação comercial são, cada qual, providas com uma unidade de processamento de comunicação PLC, e a comunicação pode ser feita através da porta de carregamento e do cabo entre o veículo e um processador de dados para a fonte de alimentação comercial (vide documento PTL 1).

LISTA DE CITAÇÕES

LITERATURA DE PATENTE [003] PTL 1: Patente Japonesa Aberta ao Domínio Público N. 2009-33265.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA DA TÉCNICA [004] O sistema de carga apresentado na Publicação acima referida, no entanto, não faz consideração à relação entre o tempo no qual a carga da bateria montada no veículo pela fonte de alimentação comercial vem a terminar, e o tempo no qual a comunicação feita através da

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2/32 porta de carregamento e o cabo vem a terminar. Quando o percurso de carga é eletricamente quebrado no momento em que a carga da bateria termina, a comunicação será interrompida, embora sejam deixados dados a serem comunicados.

[005] A presente invenção foi feita, portanto, no sentido de solucionar o problema acima, e um objeto da presente invenção é prover um sistema de carga que permita a um dispositivo de armazenamento de força montado em um veículo ser carregado por meio de um cabo carregador a partir da fonte de alimentação externa ao veículo, e possibilite uma comunicação que é feita por meio do cabo carregador a ser confiavelmente realizada até o fim da comunicação.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA [006] De acordo com a presente invenção, um sistema de carga inclui um veículo, um cabo carregador, e um relé. O veículo é configurado de modo a poder ser carregado por uma fonte de alimentação externa que se localiza externamente ao veículo. O cabo carregador é usado para o suprimento de energia elétrica a partir da fonte de alimentação externa para o veículo. O relé é provido no cabo carregador. O veículo inclui um dispositivo de armazenamento de força recarregável, uma porta de carregamento, um carregador, uma unidade de controle, e uma unidade de comunicação. A porta de carregamento é configurada de modo que o cabo carregador possa ser conectado à porta de carregamento. O carregador é usado de modo a receber a energia elétrica suprida a partir da fonte de alimentação externa a fim de carregar o dispositivo de armazenamento de força. A unidade de controle controla o relé de modo que o relé fique em um estado LIGADO enquanto o dispositivo de armazenamento de força é carregado pelo carregador. A unidade de comunicação usa a porta de carregamento e o cabo carregador como uma via de comunicação para se comunicar com um dispositivo de comunicação externo ao veículo. A unidade de controle controla o

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3/32 relé de modo que o relé fique em um estado DESLIGADO, em um caso no qual a comunicação com o dispositivo de comunicação externo ao veículo por parte da unidade de comunicação chega a um final quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar. A unidade de controle mantém o relé no estado LIGADO, em um caso no qual a comunicação com o dispositivo de comunicação por parte da unidade de comunicação continua quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar.

[007] De preferência, o sistema de carga inclui ainda uma unidade de geração de sinal. A unidade de geração de sinal é configurada de modo a gerar um sinal piloto para a detecção de um estado do veículo e transmitir o sinal piloto para o veículo por meio do cabo carregador. A unidade de controle inclui uma unidade de manipulação de sinal. A unidade de manipulação de sinal é configurada de modo a manipular um potencial do sinal piloto a fim de informar a unidade de geração de sinal do estado do veículo. A unidade de manipulação de sinal manipula o potencial do sinal piloto de acordo com o fato de a comunicação com o dispositivo de comunicação externo ao veículo por parte da unidade de comunicação ter chegado a um final ou não quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar. A unidade de geração de sinal manipula o relé de acordo com o potencial do sinal piloto.

[008] De preferência, o sistema de carga inclui ainda um mecanismo de trava. O mecanismo de trava é usado para travar um estado de conexão entre o cabo carregador e a porta de carregamento. A unidade de controle controla ainda o mecanismo de trava de modo que o estado de conexão fique travado enquanto o dispositivo de armazenamento de força é carregado pelo carregador. A unidade de controle controla ainda o mecanismo de trava de modo que o estado de conexão

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4/32 fique destravado, em um caso no qual a comunicação com o dispositivo de comunicação externo ao veículo por parte da unidade de comunicação chega a um final quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar. A unidade de controle controla ainda o mecanismo de trava de modo que o estado de conexão continue travado, em um caso no qual a comunicação com o dispositivo de comunicação por parte da unidade de comunicação continua quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar.

[009] De preferência, a unidade de controle calcula ainda o tempo de carga necessário para carregar o dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador e o tempo de comunicação necessário para se comunicar com o dispositivo de comunicação externo ao veículo por parte da unidade de comunicação, e ajusta o tempo de carga de modo que a comunicação com o dispositivo de comunicação seja feita, em um caso no qual o tempo de comunicação é maior do que o tempo de carga.

[0010] Mais preferivelmente, a unidade de controle muda a sincronização na qual a carga do dispositivo de armazenamento de força se inicia de modo que a comunicação com o dispositivo de comunicação seja feita quando a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar, em um caso no qual o tempo de comunicação é maior do que o tempo de carga.

[0011] Ainda mais preferivelmente, a unidade de controle muda uma taxa de carga do dispositivo de armazenamento de força de modo que o tempo de carga seja igual ou maior que o tempo de comunicação, em um caso no qual o tempo de comunicação é maior do que o tempo de carga.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0012] De acordo com a presente invenção, um cabo carregador

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5/32 pode ser conectado a uma porta de carregamento para, assim, carregar um dispositivo de armazenamento de força montado em um veículo a partir de uma fonte de alimentação externa ao veículo. Além disso, a porta de carregamento e o cabo carregador são usados como uma via de comunicação para, assim, realizar uma comunicação de linha de energia elétrica (doravante também referida como PLC (Comunicação de Linha de Força)) com um dispositivo de comunicação externo ao veículo. No caso em que a comunicação baseada em PLC chega a um final no momento em que a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte de um carregador termina, um relé provido no cabo carregador é controlado de modo que o relé fique em um estado DESLIGADO. No caso em que a comunicação baseada em PLC continua no momento em que a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador termina, o relé é mantido em um estado LIGADO. Sendo assim, não acontecerá de a comunicação baseada em PLC ser interrompida no momento em que a carga do dispositivo de armazenamento de força por parte do carregador vem a terminar. [0013] Por conseguinte, a presente invenção pode implementar um sistema de carga que permite a um dispositivo de armazenamento de força montado em um veículo ser carregado por meio de um cabo carregador a partir de uma fonte de alimentação externa, e permite a comunicação baseada em PLC feita por meio do cabo carregador seja confiavelmente realizada até o fim da comunicação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] A figura 1 é um diagrama de uma configuração geral de um sistema de carga, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0015] A figura 2 é um diagrama de bloco geral de um veículo mostrado na figura 1.

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6/32 [0016] A figura 3 é um diagrama para ilustrar uma configuração elétrica do sistema de carga.

[0017] A figura 4 é um diagrama mostrando uma variação do potencial de um sinal piloto.

[0018] A figura 5 é um diagrama de forma de onda do sinal piloto.

[0019] A figura 6 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo executado pela CPU de uma unidade ECU de carregamento mostrada na figura 3.

[0020] A figura 7 é um diagrama para ilustrar uma configuração de um sistema de carga, de acordo com uma segunda modalidade.

[0021] A figura 8 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo de destravamento de um mecanismo de trava que é realizado pela CPU mostrada na figura 7.

[0022] A figura 9 é um diagrama mostrando um exemplo de duração de tempo levado para uma comunicação baseada em PLC e o tempo levado para uma carga externa.

[0023] A figura 10 é um diagrama mostrando um exemplo da duração de tempo levado para uma comunicação baseada em PLC e o tempo levado para uma carga externa em uma terceira modalidade. [0024] A figura 11 é um diagrama mostrando um outro exemplo da duração de tempo levado para uma comunicação baseada em PLC e o tempo levado para uma carga externa na terceira modalidade.

[0025] A figura 12 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo de ajuste de sincronizador para uma carga controlada por sincronizador executada na terceira modalidade.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0026] As Modalidades da presente invenção serão, doravante, descritas em detalhe com referência aos desenhos. Nos desenhos, os mesmos componentes ou componentes correspondentes são indicados

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7/32 pelos mesmos numerais de referência, e sua descrição não será repetida.

Primeira Modalidade [0027] A figura 1 é um diagrama de uma configuração geral de um sistema de carga, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Com referência à figura 1, este sistema de carga inclui um veículo 10, uma casa 20, um cabo carregador 30, e um CCID (Dispositivo de Interrupção de Circuito Carregador) 40.

[0028] Neste sistema de carga, o cabo carregador 30 é conectado entre o veículo 10 e uma saída elétrica da casa 20 para, assim, permitir a um dispositivo de armazenamento de força montado no veículo 10 ser carregado por meio de uma fonte de alimentação comercial (a fonte de alimentação de sistema, por exemplo) externa ao veículo. A seguir, a fonte de alimentação externa ao veículo será também referida como fonte de alimentação externa e a carga do veículo 10 por meio da fonte de alimentação externa será também referida como uma carga externa.

[0029] O veículo 10 inclui uma porta de carregamento 110, uma linha de entrada de energia elétrica 120, um carregador 130, um dispositivo de saída de força motriz 140, uma unidade de processamento de comunicação PLC 150, e uma unidade ECU de carregamento (Unidade de controle eletrônico) 160. A porta de carregamento 110 é configurada de modo que o cabo carregador 30 possa ser conectado à porta de carregamento. O carregador 130 é conectado à porta de carregamento 110 por meio da linha de entrada de energia elétrica 120. Com base em um sinal de controle da unidade ECU de carregamento 160, o carregador 130 converte a energia elétrica que é entrada pela porta de carregamento 110 em uma tensão de carga predeterminada, e emite a tensão para o dispositivo de armazenamento de força (não mostrado) incluído

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8/32 no dispositivo de saída de força motriz 140. Quando o veículo é externamente carregado, o carregador 130 transmite e recebe uma ampla variedade de dados predeterminados para e a partir da unidade de processamento de comunicação PLC 150.

[0030] O dispositivo de saída de força motriz 140 emite uma força de transmissão para o veículo 10 para rodar. Além disso, o dispositivo de saída de força motriz 140 inclui o dispositivo de armazenamento de força (não mostrado)). Quando o veículo é extemamente carregado, o dispositivo de armazenamento de força é carregado pelo carregador 130. O dispositivo de saída de força motriz 140 também transmite e recebe uma ampla variedade de dados predeterminados para e a partir da unidade de processamento de comunicação PLC 150 quando o veículo é externamente carregado.

[0031] A unidade de processamento de comunicação PLC 150 é conectada à linha de entrada de energia elétrica 120. Quando o veículo é externamente carregado, a unidade de processamento de comunicação PLC 150 pode usar a porta de carregamento 110 e o cabo carregador 30 como uma via de comunicação no sentido de realizar uma comunicação baseada em PLC com uma unidade de processamento de comunicação PLC 220 provida na casa 20, com base em um comando de comunicação da unidade ECU de carregamento 160. Esta unidade de processamento de comunicação PLC 150 é configurado por um modem, por exemplo. Quando o veículo é externamente carregado, a unidade de processamento de comunicação PLC 150 recebe a partir da linha de entrada de energia elétrica 120 dados de um sinal de alta frequência que é transmitido a partir da unidade de processamento de comunicação PLC 220 da casa 20 e demodula os dados recebidos, e ainda modula e emite dados para a linha de entrada de energia elétrica 120 que deve ser transmitida para a unidade de processamento de comunicação PLC 220 da casa 20. Deve-se notar que, embora a frequência de uma

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9/32 potência de corrente CA suprida via um cabo carregador 30 a partir da fonte de alimentação de sistema para o veículo 10 é, por exemplo, de 50 Hz ou 60 Hz no Japão, a frequência do sinal de alta frequência comunicado via um cabo carregador 30 quando a comunicação baseada em PLC é realizada é, por exemplo, de alguns MHz a várias dezenas de MHz.

[0032] A unidade ECU de carregamento 160 controla uma carga externa por meio do carregador 130, bem como uma comunicação baseada em PLC, com um componente de sistema externo ao veículo por meio da unidade de processamento de comunicação PLC 150. Quando o veículo é externamente carregado, a unidade ECU de carregamento 160 manipula o potencial de um sinal piloto (que será descrito em mais detalhes no presente documento) recebido do dispositivo CCID 40 para, assim, transportar o estado do veículo 10 para o dispositivo CCID 40 e remotamente manipular um relé provido para o dispositivo CCID 40. Além disso, a unidade ECU de carregamento 160 gera um sinal de controle para o acionamento do carregador 130, e emite o sinal de controle gerado para o carregador 130. Além disso, a unidade ECU de carregamento 160 gera um comando de comunicação de modo a permitir que a comunicação baseada em PLC seja feita entre a unidade de processamento de comunicação PLC 150 e a unidade de processamento de comunicação PLC 220 da casa 20, e emite o comando de comunicação para a unidade de processamento de comunicação PLC 150.

[0033] Neste caso, quando o relé do dispositivo CCID 40 é desligado no momento em que uma carga externa vem a terminar, a comunicação é interrompida no caso em que os dados a serem comunicados com base no PLC são deixados. Em contrapartida,, de acordo com a primeira modalidade, o relé do dispositivo CCID 40 é desligado quando a comunicação baseada em PLC chega a um final no momento em que a carga externa termina, enquanto que o relé do dispositivo CCID 40 se

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10/32 mantém no estado LIGADO quando a comunicação baseada em PLC continua no momento em que a carga externa se finaliza. A configuração da unidade ECU de carregamento 160 e os processos executados pela unidade ECU de carregamento 160 serão descritos em detalhe mais adiante no presente documento.

[0034] A casa 20 inclui uma linha de energia elétrica 210, a unidade de processamento de comunicação PLC 220, e um servidor 230. A linha de energia elétrica 210 é conectada à fonte de alimentação de sistema. Quando o veículo 10 é externamente carregado, o cabo carregador 30 é conectado a uma saída elétrica para a linha de energia elétrica 210. [0035] A unidade de processamento de comunicação PLC 220 é conectada à linha de energia elétrica 210. Quando o veículo 10 é externamente carregado, a unidade de processamento de comunicação PLC 220 pode usar o cabo carregador 30 e a porta de carregamento 110 do veículo 10 como uma via de comunicação no sentido de executar a comunicação baseada em PLC com a unidade de processamento de comunicação PLC 150 do veículo 10. Como a unidade de processamento de comunicação PLC 150 do veículo 10, esta unidade de processamento de comunicação PLC 220 é também configurada por um modem, por exemplo. Quando o veículo é externamente carregado, a unidade de processamento de comunicação PLC 220 recebe da linha de energia elétrica 210 dados de um sinal de alta frequência que é transmitido a partir da unidade de processamento de comunicação PLC 150 do veículo 10 e demodula os dados recebidos, e também modula e emite dados para a linha de energia elétrica 210 que devem ser transmitidos para a unidade de processamento de comunicação PLC 150 do veículo 10. [0036] O servidor 230 controla a comunicação baseada em PLC com o veículo 10 por meio da unidade de processamento de comunicação PLC 220. O servidor 230 gera um comando de comunicação de modo a fazer com que a comunicação baseada em PLC seja feita entre

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11/32 a unidade de processamento de comunicação PLC 220 e a unidade de processamento de comunicação PLC 150 do veículo 10, e emite o comando de comunicação para a unidade de processamento de comunicação PLC 220.

[0037] A figura 2 é um diagrama em blocos geral do veículo 10 mostrado na figura 1. A título de exemplo, a figura 2 ilustra o caso no qual o veículo 10 é um veículo híbrido. Com referência à figura 2, o veículo 10 inclui um motor 310, um dispositivo de distribuição de potência 320, motores geradores 330, 350, uma engrenagem de redução 340, um eixo de transmissão 360, e rodas motrizes 370. O veículo 10 inclui ainda um dispositivo de armazenamento de força 380, um conversor elevador 390, os inversores 400, 410, e um MG-ECU 420. O veículo 10 inclui ainda, conforme mostrado na figura 1, uma porta de carregamento 110, uma linha de entrada de energia elétrica 120, um carregador 130, uma unidade de processamento de comunicação PLC 150, e uma unidade ECU de carregamento 160.

[0038] O motor 310 e motores geradores 330, 350 são acoplados ao dispositivo de distribuição de potência 320. O veículo 10 é acionado por uma força de transmissão de pelo menos um dentre o motor 310 e o motor gerador 350. A força motriz gerada pelo motor 310 é distribuída em dois percursos pelo dispositivo de distribuição de potência 320. Em termos específicos, um dos percursos é usado para transmitir a força motriz através da engrenagem de redução 340 para o eixo de transmissão 360, e o outro é usado para a transmissão de força motriz para o motor gerador 330.

[0039] O motor gerador 330 é uma máquina elétrica rotativa de corrente CA, e é um motor síncrono de corrente CA trifásico, por exemplo. O motor gerador 330 gera energia elétrica por meio do uso da força motriz do motor 310 distribuído pelo dispositivo de distribuição de potência 320. Por exemplo, quando um estado de carga (também referido

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12/32 como SOC (Estado de Carga)) do dispositivo de armazenamento de força 380 cai abaixo de um valor predeterminado, o motor 310 gira e a energia elétrica é gerada pelo motor gerador 330. A energia elétrica gerada pelo motor gerador 330 é convertida de corrente CA para CC pelo inversor 400, escalonada para baixo pelo conversor elevador 390, e armazenada no dispositivo de armazenamento de força 380.

[0040] O motor gerador 350 é uma máquina elétrica rotativa de corrente CA, e é um motor síncrono de corrente CA trifásico, por exemplo. O motor gerador 350 gera uma força de transmissão para o veículo por meio da pelo menos uma dentre a energia elétrica armazenada no dispositivo de armazenamento de força 380 e a energia elétrica gerada pelo motor gerador 330. A força de transmissão do motor gerador 350 é transmitida através da engrenagem de redução 340 para o eixo de transmissão 360.

[0041] Deve-se notar que, quando o veículo é freado, o motor gerador 350 é acionado por meio do uso da energia cinética do veículo, e o motor gerador 350 opera como um gerador. Sendo assim, o motor gerador 350 opera como um freio regenerador para a conversão da energia de frenagem em energia elétrica. A energia elétrica gerada pelo motor gerador 350 é armazenada no dispositivo de armazenamento de força 380.

[0042] O dispositivo de distribuição de potência 320 é feito de um trem de engrenagem planetária incluindo uma engrenagem solar, uma engrenagem de pinhão, um carregador, e uma roda de coroa. A engrenagem de pinhão se encaixa na engrenagem solar e na roda de coroa. O carregador suporta rotativamente a engrenagem de pinhão e é também acoplado a um eixo de manivela do motor 310. A engrenagem solar é acoplada a um eixo de rotação do motor gerador 330. A roda de coroa é acoplada a um eixo de rotação do motor gerador 350 e da engrenagem de redução 340.

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13/32 [0043] O dispositivo de armazenamento de força 380 é uma fonte de alimentação de corrente CC recarregável, e é formado de uma bateria secundária, tal como uma bateria de níquel metal hidreto ou de íon lítio, por exemplo. Além da energia elétrica gerada pelos motores geradores 330 e 350, a energia elétrica suprida a partir de uma fonte de alimentação externa para o veículo (a fonte de alimentação de sistema na figura 1) e entrada pela porta de carregamento 110 quando o veículo é externamente carregado é também armazenada no dispositivo de armazenamento de força 380. Deve-se notar que um capacitor de grande capacitância pode também ser empregado como o dispositivo de armazenamento de força 380.

[0044] O conversor elevador 390 ajusta uma tensão de corrente CC a ser provida aos inversores 400 e 410 de modo a ficar igual ou superior à tensão do dispositivo de armazenamento de força 380, com base em um sinal de controle do MG-ECU 420. O conversor elevador 390 é configurado por um circuito pulsador elevador, por exemplo.

[0045] O inversor 400 converte a energia elétrica gerada pelo motor gerador 330 em potência de corrente CC e emite a potência de corrente CC para conversor elevador 390, com base em um sinal de controle do MG-ECU 420. O inversor 410 converte a energia elétrica suprida pelo conversor elevador 390 em potência de corrente CA e emite a potência de corrente CA para o motor gerador 350, com base em um sinal de controle do MG-ECU 420. Deve-se notar que, na partida do motor 310, o inversor 400 converte a energia elétrica suprida pelo conversor elevador 390 em potência de corrente CA e emite a potência de corrente CA para o motor gerador 330. Quando o veículo é freado, o inversor 410 converte a energia elétrica gerada pelo motor gerador 350 em potência de corrente CC e emite a potência de corrente CC para o conversor elevador 390.

[0046] O MG-ECU 420 gera sinais de controle para o acionamento

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14/32 do conversor elevador 390 e dos motores geradores 330, 350, e emite os sinais de controle gerados para o conversor elevador 390 e para os inversores 400, 410.

[0047] Uma vez que a porta de carregamento 110, a linha de entrada de energia elétrica 120, o carregador 130, a unidade de processamento de comunicação PLC 150, e a unidade ECU de carregamento 160 foram explicados com relação à figura 1, suas descrições não serão repetidas. O carregador 130 é conectado entre o dispositivo de armazenamento de força 380 e o conversor elevador 390.

[0048] Deve-se notar que o motor 310, o dispositivo de distribuição de potência 320, os motores geradores 330, 350, a engrenagem de redução 340, o eixo de transmissão 360, as rodas motrizes 370, o dispositivo de armazenamento de força 380, o conversor elevador 390, os inversores 400, 410, e o MG-ECU 420 constituem o dispositivo de saída de força motriz 140 mostrado na figura 1.

[0049] A figura 3 é um diagrama para ilustrar uma configuração elétrica do sistema de carga. Com referência à figura 3, quando o veículo é externamente carregado, o veículo 10 e a casa 20 (fonte de alimentação externa) são conectados um ao outro pelo cabo carregador 30. O cabo carregador 30 é provido com o dispositivo CCID 40. Um plugue 530 do cabo carregador 30 é conectado a uma saída elétrica 600 da casa 20.

[0050] Um conector 520 do cabo carregador 30 é conectado à porta de carregamento 110 do veículo 10. O conector 520 é provido com um interruptor fim de curso 540. Quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, o interruptor fim de curso 540 é ativado. Em seguida, um sinal de conexão a cabo PISW, cujo nível de sinal muda em resposta à ativação do interruptor fim de curso 540, é enviado para a unidade ECU de carregamento 160 do veículo 10.

[0051] O dispositivo CCID 40 inclui um relé CCID 510 e um circuito

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15/32 piloto de controle 552. O relé CCID 510 é provido em uma linha de energia elétrica do cabo carregador 30, e é ligado / desligado pelo circuito piloto de controle 552. O circuito piloto de controle 552 emite um sinal piloto CPLT para a unidade ECU de carregamento 160 do veículo 10 através do conector 520 e da porta de carregamento 110. Este sinal piloto CPLT é um sinal a fim de informar a unidade ECU de carregamento 160 do veículo 10 de um valor de corrente permissível (corrente nominal) do cabo carregador 30, e para a detecção do estado do veículo 10 (caso a preparação de carga tenha sido completada ou não, por exemplo) com base no potencial do sinal piloto CPLT manipulado pela unidade ECU de carregamento 160. O circuito piloto de controle 552 controla o relé CCID 510 com base em uma alteração no potencial do sinal piloto CPLT.

[0052] O circuito piloto de controle 552 inclui um oscilador 554, um elemento resistivo R1, um sensor de tensão 556, e um sinal CPLT-ECU 558. O oscilador 554 gera, com base em um comando recebido a partir do sinal CPLT-ECU 558, o sinal piloto CPLT que oscila a uma frequência específica (de 1 kHz, por exemplo) e a uma razão de trabalho predeterminada. O sensor de tensão 556 detecta um potencial Vcp do sinal piloto CPLT e emite o valor do potencial detectado para o sinal CPLT-ECU 558. Quando o potencial Vcp do sinal piloto CPLT detectado pelo sensor de tensão 556 é em torno de um potencial específico V0 (de 12 V, por exemplo), o sinal CPLT-ECU 558 controla o oscilador 554 de modo que o oscilador gere um sinal piloto não oscilante CPLT. Quando o potencial Vcp do sinal piloto CPLT fica menor que V0, o sinal CPLT-ECU 558 controla o oscilador 554 de modo que o oscilador gere o sinal piloto CPLT que oscila a uma frequência específica e a uma razão de trabalho predeterminada.

[0053] Neste caso, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT é manipulado por meio da comutação de um valor de resistência de um circuito

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16/32 resistivo 572 da unidade ECU de carregamento 160, conforme será descrito mais adiante no presente documento. Além disso, a razão de trabalho é estabelecida com base no valor de corrente permissível do cabo carregador 30, que é determinado antecipadamente. Quando o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui para cerca de um potencial específico V2 (6 V, por exemplo), o circuito piloto de controle 552 liga o relé CCID 510.

[0054] Deve-se notar que o circuito piloto de controle 552 recebe uma energia elétrica para operar que é suprida a partir de uma fonte de alimentação externa 602 quando o plugue 530 é conectado à saída elétrica 600 da casa 20.

[0055] Quando ao veículo 10, um relé DFR (um relé do tipo Dead Front) 560 é provido na linha de entrada de energia elétrica 120 disposta entre a porta de carregamento 110 e o carregador 130 (Figuras 1 e 2), e a unidade de processamento de comunicação PLC 150 é conectado entre a porta de carregamento 110 e o relé DFR 560. O relé DFR 560 é um relé para eletricamente conectar / desconectar a porta de carregamento 110 e o carregador 130, e é ligado / desligado em resposta a um sinal de controle da unidade ECU de carregamento 160.

[0056] A unidade ECU de carregamento 160 inclui um circuito resistivo 572, as memórias tampão de entrada 574, 576, e uma CPU (Unidade de Processamento de Controle) 578. O circuito resistivo 572 inclui os resistores de pull-down R2, R3 e um comutador SW. O resistor de pull-down R2 é conectado entre um aterramento de veículo 580 e uma linha piloto de controle L1 através da qual o sinal piloto CPLT é comunicado. O resistor de pull-down R3 e o comutador SW são serialmente conectados entre o aterramento de veículo 580 e a linha piloto de controle L1. O comutador SW é ligado / desligado em resposta a um sinal S1 da CPU 578.

[0057] Este circuito resistivo 572 manipula o potencial Vcp do sinal

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17/32 piloto CPLT. Em termos específicos, quando o conector 520 do cabo carregador 30 não é conectado à porta de carregamento 110, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT é V0 (de 12 V, por exemplo). Quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, o circuito resistivo 572 diminui o potencial Vcp do sinal piloto CPLT a um potencial específico V1 (de 9 V, por exemplo) por meio do uso do resistor de pulldown R2 (o comutador SW é DESLIGADO). Quando a preparação de carga é feita no veículo 10, a CPU 578 aciona o comutador SW, e o circuito resistivo 572 diminui o potencial Vcp do sinal piloto CPLT a um potencial específico V2 (de 6 V, por exemplo) por meio do uso dos resistores de pull-down R2 e R3.

[0058] Sendo assim, o circuito resistivo 572 é usado para manipular o potencial Vcp do sinal piloto CPLT e, deste modo, informar o dispositivo CCID 40 do estado do veículo 10. Além disso, o circuito piloto de controle 552 liga / desliga o relé CCID 510 com base no potencial Vcp do sinal piloto CPLT, e o circuito resistivo 572 é usado para manipular o potencial Vcp do sinal piloto CPLT e, assim, remotamente controlar o relé CCID 510 do dispositivo CCID 40 por meio da unidade ECU de carregamento 160.

[0059] A memória tampão de entrada 574 recebe o sinal piloto CPLT da linha piloto de controle L1, e emite o sinal piloto recebido CPLT para a CPU 578. A memória tampão de entrada 576 recebe o sinal de conexão a cabo PISW da linha de sinal L3 conectada ao interruptor fim de curso 540 do conector 520, e emite o sinal de conexão a cabo PISW recebido para a CPU 578.

[0060] Deve-se notar que uma tensão é aplicada à linha de sinal L3 da unidade ECU de carregamento 160. Quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, o interruptor fim de curso 540 é ligado de modo a fazer com que o potencial da linha de sinal L3 se torne o nível terra. Em outras palavras, o sinal de conexão a cabo PISW é um

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18/32 sinal que é definido no nível L (baixo lógico) quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, e é definido no nível H (alto lógico) quando o conector 520 não é conectado à porta de carregamento

110.

[0061] A CPU 578 detecta se a porta de carregamento 110 e o conector 520 do cabo carregador 30 são conectados, com base no sinal de conexão a cabo PISW. Quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT baixa de V0 para V1 e o sinal piloto CPLT oscila. A CPU 578 detecta o valor de corrente permissível do cabo carregador 30, com base na razão de trabalho do sinal piloto CPLT.

[0062] Quando a preparação predeterminada de carga do dispositivo de armazenamento de força 380 é em seguida completada, a CPU 578 aciona o sinal S1 e liga o computador switch SW. Por conseguinte, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui para V2, e o relé CCID 510 no dispositivo CCID 40 é ligado. Após isso, a CPU 578 liga o relé DFR 560. Por conseguinte, a energia elétrica suprida a partir da casa 20 é alimentada para o carregador 130 (Figuras 1 e 2). A CPU 578, em seguida, controla o carregador 130 no sentido de, assim, carregar o dispositivo de armazenamento de força 380 (Figura 2). A CPU 578 também emite um comando de comunicação para a unidade de processamento de comunicação PLC 150. Por conseguinte, a comunicação baseada em PLC é estabelecida entre a unidade de processamento de comunicação PLC 150 e a unidade de processamento de comunicação PLC da casa 20, e a comunicação baseada em PLC poderá, portanto, ser feita entre o veículo 10 e a casa 20.

[0063] Além disso, quando a carga do dispositivo de armazenamento de força 380 vem a terminar, a CPU 578 confirma se a comunicação baseada em PLC entre o veículo 10 e a casa 20 chegou a um final ou não, ao invés de imediatamente desligar o relé CCID 510 do

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19/32 dispositivo CCID 40 por meio da inativação do sinal S1. No caso em que a comunicação chega a um final, a CPU 578 desativa o sinal S1 no sentido de desligar o relé CCID 510 e, no caso em que a comunicação ainda não se finalizou, a CPU 578 mantém o sinal S1 ativado no sentido de manter o estado LIGADO do relé CCID 510 de modo que a comunicação não seja interrompida.

[0064] A figura 4 é um diagrama mostrando uma variação do potencial do sinal piloto CPLT. Com referência às Figuras 4 e 3, quando o plugue 530 do cabo carregador 30 é conectado à saída elétrica 600 da casa 20 no tempo t1, o circuito piloto de controle 552 que recebe a energia elétrica da casa 20 gera o sinal piloto CPLT. Deve-se notar que, neste momento, o conector 520 do cabo carregador 30 não é conectado à porta de carregamento 110 do veículo 10, o potencial do sinal piloto CPLT é V0 (de 12 V, por exemplo), e o sinal piloto CPLT fica em um estado não oscilante.

[0065] No tempo t2, o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110 (o sinal de conexão a cabo PISW muda do nível H para o nível L), e o resistor de pull-down R2 do circuito resistivo 572 faz com que o potencial do sinal piloto CPLT diminua para V1 (9 V, por exemplo). Em seguida, no tempo t3, o circuito piloto de controle 552 faz com que o sinal piloto CPLT oscile. Quando a preparação de controle de carga é feita no veículo 10, a CPU 578 ativa o sinal S1 e o comutador SW é ligado no tempo t4. Por conseguinte, os resistores de pull-down R2 e R3 do circuito resistivo 572 fazem com que o potencial do sinal piloto CPLT diminua ainda mais para V2 (6 V, por exemplo).

[0066] Quando o potencial do sinal piloto CPLT diminui para V2, o circuito piloto de controle 552 faz com que o relé CCID 510 do dispositivo CCID 40 ligue. O relé DFR 560 no veículo 10 é, em seguida, ligado e o dispositivo de armazenamento de força 380 começa a ser carregado.

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20/32 [0067] A figura 5 é um diagrama de forma de onda do sinal piloto CPLT. Com referência à figura 5, o sinal piloto CPLT oscila com um período específico T. Nesse caso, uma largura de pulso Ton do sinal piloto CPLT é definida com base em um valor de corrente permissível predeterminado (corrente nominal) do cabo carregador 30. Por meio da razão de trabalho expressa como a razão de largura de pulso Ton para o período T, o circuito piloto de controle 552 informa a unidade ECU de carregamento 160 do veículo 10 sobre o valor de corrente permissível do cabo carregador 30.

[0068] Deve-se notar que o valor de corrente permissível é definido para cada cabo carregador. Dependendo do tipo do cabo carregador, o valor de corrente permissível varia, e, sendo assim, a razão de trabalho do sinal piloto CPLT também varia. A unidade ECU de carregamento 160 do veículo 10 recebe, através da linha piloto de controle L1, o sinal piloto CPLT enviado a partir do circuito piloto de controle 552 provido no cabo carregador 30, e detecta a razão de trabalho do sinal piloto recebido CPLT para, assim, detectar o valor de corrente permissível do cabo carregador 30 e realizar o controle de carga de modo que a corrente de carga não exceda o valor de corrente permissível.

[0069] A figura 6 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo executado pela CPU 578 da unidade ECU de carregamento 160 mostrado na figura 3. Com referência às Figuras 6 e 3, a CPU 578 da unidade ECU de carregamento 160 determina se o conector 520 do cabo carregador 30 é conectado à porta de carregamento 110 ou não (etapa S10). Quando a conexão do conector 520 é detectada (SIM na etapa S10), a CPU 578 realiza uma verificação predeterminada para a realização do controle de carga (etapa S20). Deve-se notar que, quando o conector 520 é conectado à porta de carregamento 110, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui de V0 para V1.

[0070] Quando a verificação predeterminada é feita e a preparação

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21/32 de carga é completada, a CPU 578 aciona o sinal S1 a ser enviado para o comutador SW do circuito resistivo 572 (etapa S30). Deve-se notar que, quando a ativação do sinal S1 faz com que o comutador SW seja ligado, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui para V2. Por conseguinte, no dispositivo CCID 40, o relé CCID 510 é ligado. Em seguida, a CPU 578 controla o carregador 130 de modo a fazer com que o dispositivo de armazenamento de força 380 comece a ser carregado, e emite um comando de comunicação para a unidade de processamento de comunicação PLC 150 no sentido de fazer com que a comunicação baseada em PLC com a casa 20 seja iniciada (etapa S40).

[0071] Em seguida, a CPU 578 determina o fato de a carga do dispositivo de armazenamento de força 380 ter chegado a um final ou não (etapa S50). Por exemplo, quando o SOC do dispositivo de armazenamento de força 380 atinge um limite superior predeterminado, a carga se finaliza. Quando é determinado que a carga do dispositivo de armazenamento de força 380 chega a um final (SIM na etapa S50), a CPU 578 determina ainda se a comunicação baseada em PLC com a casa 20 chegou a um final ou não (etapa S60).

[0072] Quando é determinado que a comunicação chegou a um final (SIM na etapa S60), a CPU 578 desativa o sinal S1 a ser enviado para o comutador SW do circuito resistivo 572 (etapa S70). Por conseguinte, o potencial Vcp do sinal piloto CPLT se torna V1, e o relé CCID 510 é desligado.

[0073] Em contrapartida, quando é determinado na etapa S60 que a comunicação baseada em PLC com a casa 20 não chegou a um término (NÃO na etapa S60), a CPU 578 aciona (mantém) o sinal S1 (etapa S80). Por conseguinte, o relé CCID 510 se mantém no estado LIGADO e a comunicação com a casa 20 permanece. Em seguida, o processo volta para a etapa S60.

[0074] No dispositivo CCID 40, o sinal CPLT-CPU 558 determina se

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22/32 o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminuiu de V0 para V1 ou não (etapa S110). Quando o conector 520 do cabo carregador 30 é conectado à porta de carregamento 110 do veículo 10 e o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui para V1 (SIM na etapa S110), o sinal CPLTCPU 558 faz com que o sinal piloto CPLT oscile (etapa S120).

[0075] Em seguida, o sinal CPLT-CPU 558 determina se o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminuiu de V1 para V2 ou não (etapa S110). Quando o sinal S1 é ativado no veículo 10 e o potencial Vcp do sinal piloto CPLT diminui para V2 (SIM na etapa S130), o sinal CPLT-CPU 558 faz com que o relé CCID 510 seja ligado (etapa S140).

[0076] Em seguida, o sinal CPLT-CPU 558 determina se o potencial Vcp do sinal piloto CPLT retornou para V1 ou não (etapa S150). Quando o sinal S1 é desativado no veículo 10 e o potencial Vcp do sinal piloto CPLT volta a V1 (SIM na etapa S150), o sinal CPLT-CPU 558 faz com que o relé CCID 510 seja desligado (etapa S160).

[0077] Conforme observado acima, na primeira modalidade, o cabo carregador 30 pode ser conectado à porta de carregamento 110 do veículo 10 para, assim, fazer com que uma carga externa seja realizada. Além disso, a porta de carregamento 110 e o cabo carregador 30 podem ser usados como uma via de comunicação para, assim, fazer com que a comunicação baseada em PLC seja realizada entre o veículo 10 e a casa 20. Quando a comunicação baseada em PLC chega a um final no momento em que uma carga externa vem a terminar, o relé CCID 510 provido no cabo carregador 30 é controlado de modo que o relé fique no estado DESLIGADO. Quando a comunicação baseada em PLC continua no momento em que a carga externa vem a terminar, o relé CCID 510 se mantém no estado LIGADO. Desta forma, não acontecerá de a comunicação baseada em PLC ser interrompida no momento em que a carga externa vem a terminar. Sendo assim, a primeira modalidade

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23/32 pode implementar um sistema de carga que possibilita uma carga externa e que permite que a comunicação baseada em PLC seja confiavelmente realizada até o fim da comunicação.

Segunda Modalidade [0078] Em uma segunda modalidade, um mecanismo de trava para travar a conexão entre o conector 520 do cabo carregador 30 e a porta de carregamento 110 é provido. Durante uma carga externa, a conexão do conector 520 e da porta de carregamento 110 é travada pelo mecanismo de trava. Particularmente, na segunda modalidade, a trava de conexão pelo mecanismo de trava continua no caso em que a comunicação baseada em PLC entre o veículo 10 e a casa 20 continua, mesmo que uma carga externa chegue a um final.

[0079] A figura 7 é um diagrama para ilustrar uma configuração de um sistema de carga na segunda modalidade. Com referência à figura 7, o sistema de carga da segunda modalidade difere em configuração do sistema de carga da primeira modalidade mostrada na figura 3 no sentido de que, a segunda inclui ainda um mecanismo de trava 590 e uma CPU 578A no veículo 10 em vez da CPU 578.

[0080] O mecanismo de trava 590 é provido na porta de carregamento 110 do veículo 10 e no conector 520 do cabo carregador 30. Quando o mecanismo de trava 590 recebe um comando de trava por parte da CPU 578A da unidade ECU de carregamento 160, o mecanismo de trava 590 trava a conexão entre o conector 520 e a porta de carregamento 110. Quando o mecanismo de trava 590 recebe um comando de destravamento da CPU 578A, o mesmo destrava a conexão. [0081] A CPU 578A controla o funcionamento do mecanismo de trava 590. À guisa de exemplo, a CPU 578A controla a operação do mecanismo de trava 590 em sincronização com um sistema de entrada inteligente que permite que a porta de um veículo seja travada / destraPetição 870190010817, de 01/02/2019, pág. 29/46

24/32 vada ou que o motor seja acionado sem uma chave mecânica. Em termos específicos, em sincronização com a ativação de uma capacidade de trava de porta inteligente do sistema de entrada inteligente (a capacidade de, por exemplo, travar as portas de todos os assentos quando um usuário que usa uma chave eletrônica toca um sensor de trava de uma maçaneta de porta), a CPU 578A emite um comando de trava para o mecanismo de trava 590. Além disso, em sincronização com a ativação de uma capacidade de destravamento de porta inteligente do sistema de entrada inteligente (a capacidade de, por exemplo, destravar as portas de todos os assentos quando um usuário que usa uma chave eletrônica toca um sensor de destravamento de uma maçaneta de porta), a CPU 578A emite um comando de destravamento para o mecanismo de trava 590.

[0082] Neste caso, quando uma carga externa vem a terminar, a CPU 578A determina se a comunicação baseada em PLC com a casa 20 chegou a um final ou não. Quando a comunicação baseada em PLC chega a um final, CPU 578A emite um comando de destravamento para o mecanismo de trava 590. Enquanto a comunicação baseada em PLC não chega a um término, a CPU 578A não emite o comando de destravamento para o mecanismo de trava 590. Ou seja, embora a conexão entre o conector 520 do cabo carregador 30 e a porta de carregamento 110 possa ser destravada no momento em que uma carga externa vem a terminar, a trava é mantida enquanto a comunicação baseada em PLC continua a fim de impedir a interrupção da comunicação em função de uma separação inadvertida do conector 520 da porta de carregamento 110 por parte do usuário. No momento em que a comunicação, em seguida, vem a terminar, o comando de destravamento é emitido para o mecanismo de trava 590 no sentido de destravar a conexão do conector 520 e a porta de carregamento 110.

[0083] Outras capacidades da CPU 578A são idênticas às da CPU

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578 da primeira modalidade mostrada na figura 3.

[0084] A figura 8 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo de destravamento do mecanismo de trava 590 que é executado pela CPU 578A mostrada na figura 7. Com referência à figura 8, a CPU 578A determina se o mecanismo de trava 590 destravou a conexão ou não (etapa S210). Quando a conexão é destravada (NÃO na etapa S210), a CPU 578A prossegue para a etapa S270 sem realizar as séries de etapa subsequentes.

[0085] Quando é determinado na etapa S210 que o mecanismo de trava 590 está travando a conexão (SIM na etapa S210), a CPU 578A determina se uma chave eletrônica está situada dentro de uma área sensível predeterminada da entrada inteligente ou não (ou seja, se um usuário que porta a chave eletrônica está posicionado em uma área sensível predeterminada da entrada inteligente ou não) (etapa S220). Quando é determinado que a chave eletrônica está situada dentro da área sensível da entrada inteligente (SIM na etapa S220), a CPU 578A determina se uma instrução para destravar foi dada por meio da ativação de uma capacidade de destravamento de porta inteligente ou não (etapa S230). Quando é determinado que a instrução para destravar foi dada (SIM na etapa S230), a CPU 578A emite um comando de destravamento para o mecanismo de trava 590. Por conseguinte, a conexão entre o conector 520 e a porta de carregamento 110 que foi travada pelo mecanismo de trava 590 é destravada (etapa S240).

[0086] Em contrapartida, quando é determinado na etapa S230 que a instrução para destravar não foi dada (NÃO na etapa S230), a CPU 578A determina se uma carga externa chegou a um final ou não (etapa S250). Por exemplo, quando o SOC do dispositivo de armazenamento de força 380 atinge um limite superior predeterminado, uma carga externa é finalizada. Quando é determinado que uma carga externa não chegou a um término (NÃO na etapa S250), a CPU 578A volta para a

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26/32 etapa S230.

[0087] Em contrapartida, quando é determinado na etapa S250 que uma carga externa chega a um final (SIM na etapa S250), a CPU 578A determina se a comunicação baseada em PLC que usa a porta de carregamento 110 e o cabo carregador 30 como uma via de comunicação chegou a um final ou não (etapa S260). Quando é determinado que a comunicação baseada em PLC também chegou a um fim (SIM na etapa S260), a CPU 578A prossegue para a etapa S240, e a conexão entre o conector 520 e a porta de carregamento 110 que foi travada pelo mecanismo de trava 590 é destravada.

[0088] Em contrapartida, quando é determinado na etapa S260 que a comunicação baseada em PLC não chegou a um término (NÃO na etapa S260), a CPU 578A volta para a etapa S230. Ou seja, neste caso, a fim de impedir que o conector 520 do cabo carregador 30 venha ser inadvertidamente removido da porta de carregamento 110 por um usuário, a trava da conexão por parte do mecanismo de trava 590 é mantida.

[0089] Conforme observado acima, na segunda modalidade, o mecanismo de trava 590 para travar a conexão entre o conector 520 do cabo carregador 30 e a porta de carregamento 110 é provido. Mesmo que uma carga externa chegue a um final, a trava da conexão por parte do mecanismo de trava 590 é mantida enquanto a comunicação baseada em PLC continua entre o veículo 10 e a casa 20. Desta forma, depois de uma carga externa se finaliza, pode-se evitar que a comunicação venha a ser partida devido à remoção inadvertida do conector 520 da porta de carregamento 110 por parte de um usuário. Por conseguinte, a segunda modalidade pode também implementar um sistema de carga que possibilita uma carga externa e permite que a comunicação baseada em PLC seja confiavelmente realizada até o fim da comunicação.

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Terceira Modalidade [0090] Em uma terceira modalidade, uma carga controlada por sincronizador é realizada, para a qual um tempo de término de uma carga externa pode ser definido. Neste corpo, quando o tempo necessário para uma comunicação baseada em PLC é maior do que o tempo necessário para uma carga externa, a comunicação baseada em PLC não chegará a um término no tempo de finalização definido e, por conseguinte, a comunicação baseada em PLC poderá ser quebrada quando uma carga externa termina em função disto, a terceira modalidade oferece uma estratégia para fazer com que a comunicação baseada em PLC se finalize antes do tempo de término definido.

[0091] A figura 9 é um diagrama mostrando um exemplo de duração de tempo para a comunicação baseada em PLC e a duração de tempo para uma carga externa. Com referência à figura 9, o tempo de término te da carga controlada por tempo é definido. Com base no SOC do dispositivo de armazenamento de força 380 (Figura 2) e na taxa de carga de uma carga externa, o tempo de carga é calculado. Com base no tempo calculado para carga, o tempo para iniciar a carga ts é determinado.

[0092] Quando o tempo para iniciar a carga é atingido, uma carga externa se inicia e a comunicação baseada em PLC é também iniciada. Neste caso, quando uma grande quantidade de dados deve ser comunicada com base na comunicação PLC e, desta forma, a duração de tempo para a comunicação baseada em PLC deve ser maior que a duração de tempo para uma carga externa, a comunicação baseada em PLC não chegará a um término no tempo de término te e a comunicação baseada em PLC será interrompida.

[0093] De acordo com a terceira modalidade, quando se espera que o tempo requerido para a comunicação baseada em PLC seja maior que o tempo necessário para uma carga externa, o tempo de início da carga

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28/32 ts é adiantado, conforme mostrado na figura 10, de modo que a comunicação baseada em PLC chegue a um final no tempo de término definido te. De maneira alternativa, a taxa de carga de uma carga externa é alterada, conforme mostrado na figura 11, de modo que a duração de tempo para uma carga externa seja igual ou maior que a duração de tempo para a comunicação baseada em PLC (a guisa de exemplo, a figura 11 ilustra o caso no qual o tempo de carga é igual à duração de tempo para comunicação). Desta maneira, a comunicação baseada em PLC pode ser finalizada no tempo de término te.

[0094] A configuração geral do sistema de carga e do veículo, bem como a configuração elétrica do sistema de carga na terceira modalidade são idênticas às da primeira modalidade ou da segunda modalidade.

[0095] A figura 12 é um fluxograma para ilustrar um procedimento de um processo de definição de sincronizador para a carga controlada por sincronizador executada na terceira modalidade. Com referência à figura 12, a CPU 578 da unidade ECU de carregamento 160 determina se o conector 520 do cabo carregador 30 foi conectado à porta de carregamento 110 ou não (etapa S310). Quando a conexão do conector 520 não é detectada (NÃO na etapa S310), a CPU 578 prossegue para a etapa S410 sem realizar as séries de etapas subsequentes.

[0096] Quando é determinado, na etapa S310, que o conector 520 foi conectado à porta de carregamento 110 (SIM na etapa S310), a CPU 578 determina se deve realizar a carga controlada por sincronizador (etapa S320). Por exemplo, quando um usuário define o tempo de término de carga e dá uma instrução no sentido de executar uma carga controlada por sincronizador, é determinado que a carga controlada por sincronizador deve ser executada. Quando é determinado que a carga controlada por sincronizador não deve ser executada (NÃO na etapa

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S320), a CPU 578 inicia a execução de uma carga normal, ou seja, imediatamente inicia a execução de uma carga externa (etapa S400). [0097] Quando é determinado, na etapa S320, que a carga controlada por sincronizador deve ser realizada (SIM na etapa S320), a CPU 578 calcula o tempo A requerido para uma carga externa (etapa S330). Por exemplo, com base no SOC do dispositivo de armazenamento de força 380 e em uma taxa de carga predeterminada, o tempo A pode ser calculado.

[0098] Em seguida, a CPU 578 calcula a quantidade de comunicação a ser comunicada com base na comunicação PLC (etapa S340). Deve-se notar que a quantidade de comunicação pode ser calculada com base na quantidade de cada item de dado a ser comunicado com base na comunicação PLC. Em seguida, a CPU 578 calcula ainda o tempo B requerido para comunicação com base na quantidade de comunicação calculada (etapa S350). Por exemplo, com base na quantidade de comunicação calculada e na taxa de comunicação baseada em PLC, o tempo B poderá ser calculado.

[0099] A CPU 578, em seguida, determina se o tempo B calculado na etapa S350, ou seja, o tempo de comunicação, é maior ou não que o tempo A calculado na etapa S330, ou seja, o tempo de carga (etapa S360). Quando é determinado que o tempo B é maior do que o tempo A (SIM na etapa S360), ou seja, é determinado que o tempo de comunicação é maior do que o tempo de carga, a CPU 578 define o tempo de carga de modo que o mesmo seja igual ou maior que o tempo B (> tempo A) (etapa S370). Neste momento, a CPU 578 poderá mudar a taxa de carga com base no tempo definido. Em termos específicos, a quantidade de carga requerida calculada a partir do SOC do dispositivo de armazenamento de força 380 pode ser dividida pelo tempo definido (tempo B, por exemplo) a fim de calcular a taxa de carga alterada. No

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30/32 caso em que o tempo definido é o tempo B, uma carga externa é executada, conforme mostrado na figura 11, de modo que o tempo de carga seja igual ao tempo de comunicação. No caso em que a taxa de carga não é alterada, o tempo para iniciar a carga ts é adiantado com base no tempo definido, conforme mostrado na figura 10, e, assim, a carga em questão vem a terminar antes do tempo de término em função da quantidade de tempo adiantado.

[00100] Em contrapartida, quando é determinado, na etapa S360, que o tempo B é igual ao ou menor que o tempo A (NÃO na etapa S360), ou seja, é determinado que o tempo de comunicação é igual ao ou menor que o tempo de carga, a CPU 578 define o tempo de carga como o tempo A (etapa S380). Na etapa S390, com base no tempo de término te e no tempo A definido pelo usuário, o ajuste do sincronizador (definição do tempo para iniciar a carga ts) é realizado.

[00101] Conforme observado acima, na terceira modalidade, o tempo A requerido para uma carga externa e o tempo B necessário para a comunicação baseada em PLC são calculados. Quando o tempo B é maior do que o tempo A, o tempo de carga é ajustado de modo que a comunicação baseada em PLC atinja o seu término. Em termos específicos, quando o tempo B é maior do que o tempo A, o tempo para iniciar a carga ts é adiantado, ou a taxa de uma carga externa é diminuída de modo que o tempo de carga seja igual ou maior que o tempo de comunicação. Desta maneira, no tempo de término te da carga controlada por sincronizador, a comunicação baseada em PLC pode ser finalizada com uma carga externa. Por conseguinte, a terceira modalidade pode implementar um sistema de carga, bem como permitir que uma carga externa e possibilitar que uma comunicação baseada em PLC seja confiavelmente realizada até o fim da comunicação.

[00102] Em cada uma das modalidades acima, o veículo 10 é conecPetição 870190010817, de 01/02/2019, pág. 36/46

31/32 tado a uma saída elétrica da casa 20 e carregado pela fonte de alimentação de sistema. A fonte de alimentação externa que supre a carga de energia elétrica para o veículo 10 não se limita a tal fonte de alimentação. Por exemplo, uma fonte de alimentação de um sistema de fonte de alimentação distribuído que é instalado na casa 20 pode ser usada para carga, ou o veículo 10 pode ser conectado a uma estação de carga dedicada externa à casa de modo que o veículo 10 seja carregado. [00103] Na descrição acima, o carregador 130 dedicado a uma carga externa é usado no veículo 10 no sentido de carregar o dispositivo de armazenamento de força 380 a partir de uma fonte de alimentação externa. De maneira alternativa, o carregador dedicado 130 poderá não ser provido, a linha de entrada de energia elétrica 120 conectada à porta de carregamento 110 poderá ser conectada aos respectivos pontos neutros dos motores geradores 330, 350, e a tensão entre os pontos neutros poderá ser ajustada pelos inversores 400, 410 de modo a, assim, carregar o dispositivo de armazenamento de força 380 com uma tensão de carga para a qual a energia elétrica suprida a partir da fonte de alimentação externa foi convertida.

[00104] Na descrição acima, o veículo 10 é um veículo híbrido montado com o motor 310 e o motor gerador 350 como uma fonte de energia para o veículo rodar. As aplicações da presente invenção, no entanto, não se limitam ao veículo híbrido, e incluem um veículo elétrico sem um motor montado no mesmo, um veículo de célula de combustível sendo montado com uma célula de combustível como uma fonte de alimentação de corrente CC, ou coisa do gênero.

[00105] Na descrição acima, o relé CCID 510 corresponde a uma modalidade de relé da presente invenção, e a unidade ECU de carregamento 160 corresponde a uma modalidade da unidade de controle da presente invenção. A unidade de processamento de comunicação PLC 150 corresponde a uma modalidade da unidade de comunicação

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32/32 da presente invenção, e a unidade de processamento de comunicação PLC 220 corresponde a uma modalidade do dispositivo de comunicação externo ao veículo da presente invenção. O circuito piloto de controle 552 corresponde a uma modalidade da unidade de geração de sinal da presente invenção, e o circuito resistivo 572 corresponde a uma modalidade da unidade de manipulação de sinal da presente invenção.

[00106] Deve ser considerado que as modalidades aqui apresentadas são para fins de ilustração em todos seus aspectos, e não a título de limitação. Pretende-se que o âmbito de aplicação da presente invenção seja definido pelas reivindicações, e não pela descrição acima das modalidades, e abrange todas as modificações e variações equivalentes, em significado e âmbito de aplicação, às reivindicações. LISTAGEM DE SINAIS DE REFERÊNCIA

- veículo; 20 - casa; 30 - cabo carregador; 40 - dispositivo CCID; 110 - porta de carregamento; 120 - linha de entrada de energia elétrica; 130 - carregador; 140 - dispositivo de saída de força motriz; 150, 220 - comunicação PLC; 160 - unidade ECU de carregamento; 210

- linha de energia elétrica; 230 - servidor; 310 - motor; 320 - dispositivo de distribuição de potência; 330, 350 - motor gerador; 340 - engrenagem de redução; 360 - eixo de transmissão; 370 - roda motriz; 380 - dispositivo de armazenamento de força; 390 - conversor elevador; 400, 410 inversor; 420 - MG-ECU; 510 - relé CCID; 520 - conector; 530 - plugue; 540 - interruptor fim de curso; 552 - circuito piloto de controle; 554 - oscilador; 556 - sensor de tensão; 558 - sinal CPLT-ECU; 560 - relé DFR; 572 - circuito resistivo; 574, 576 - memória tampão de entrada; 578, 578A - CPU; 580 - aterramento de veículo; 590 - mecanismo de trava; 600 - saída elétrica; 602 - fonte de alimentação externa; R1 - elemento resistivo; R2, R3 - resistor de pull-down; L1 - linha piloto de controle; L2

- linha de terra; L3 - linha de sinal

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de carga, compreendendo:

um veículo (10) configurado de modo a poder ser carregado por uma fonte de alimentação externa ao veículo;

um cabo carregador (30) para o suprimento de energia elétrica a partir da dita fonte de alimentação externa ao dito veículo; e um relé (510) provido no dito cabo carregador, o dito veículo incluindo:

um dispositivo de armazenamento de força recarregável (380);

uma porta de carregamento (110) configurada de modo que o dito cabo carregador possa ser conectado à porta de carregamento;

um carregador (130) configurado para receber a energia elétrica suprida a partir da dita fonte de alimentação externa para carregar o dito dispositivo de armazenamento de força;

uma unidade de controle (160) configurado para controlar o dito relé de modo que o dito relé fique em um estado LIGADO enquanto o dito dispositivo de armazenamento de força é carregado pelo dito carregador; e uma unidade de comunicação (150) configurado para usar a dita porta de carregamento e o dito cabo carregador como uma via de comunicação para se comunicar com um dispositivo de comunicação (220) externo ao veículo, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle é configurada para controlar o dito relé de modo que o dito relé fique em um estado DESLIGADO, em um caso no qual a comunicação com o dito dispositivo de comunicação externo ao veículo pela dita unidade de comunicação chega a um final quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar, e

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2/4 a dita unidade de controle é configurada para manter o dito relé no estado LIGADO, em um caso no qual a comunicação com o dito dispositivo de comunicação pela dita unidade de comunicação continua quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar.

2. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de geração de sinal (552) configurado de modo a gerar um sinal piloto (CPLT) para a detecção de um estado do dito veículo e transmitir o dito sinal piloto para o dito veículo por meio do dito cabo carregador, em que:

a dita unidade de controle inclui uma unidade de manipulação de sinal (572) configurada de modo a manipular um potencial do dito sinal piloto a fim de informar a dita unidade de geração de sinal do estado do dito veículo, a dita unidade de manipulação de sinal é configurada para manipular o potencial do dito sinal piloto de acordo com o fato de se a comunicação com o dito dispositivo de comunicação externo ao dito veículo pela dita unidade de comunicação chegou a um final ou não quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar, e a dita unidade de geração de sinal é configurada para manipular o dito relé de acordo com o potencial do dito sinal piloto.
3. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um mecanismo de trava (590) para travar um estado de conexão entre o dito cabo carregador e a dita porta de carregamento, em que:

a dita unidade de controle é ainda configurada para controlar o dito mecanismo de trava de modo que o dito estado de conexão fique travado enquanto o dito dispositivo de armazenamento de força é carregado pelo dito carregador,

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3/4 a dita unidade de controle é ainda configurada para controlar o dito mecanismo de trava de modo que o dito estado de conexão fique destravado, em um caso no qual a comunicação com o dito dispositivo de comunicação externo ao veículo pela dita unidade de comunicação chega a um final quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar, e a dita unidade de controle é ainda configurada para controlar o dito mecanismo de trava de modo que o dito estado de conexão continue travado, em um caso no qual a comunicação com o dito dispositivo de comunicação pela dita unidade de comunicação continua quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar.
4. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle é ainda configurada para calcular o tempo de carga necessário para carregar o dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador e o tempo de comunicação necessário para se comunicar com o dito dispositivo de comunicação externo ao veículo pela dita unidade de comunicação, e para ajustar o dito tempo de carga de modo que a comunicação com o dito dispositivo de comunicação seja feita, em um caso no qual o dito tempo de comunicação é maior do que o dito tempo de carga.
5. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle é ainda configurada para mudar a sincronização na qual a carga do dito dispositivo de armazenamento de força se inicia de modo que a comunicação com o dito dispositivo de comunicação seja feita quando a carga do dito dispositivo de armazenamento de força pelo dito carregador vem a terminar, em um caso no qual o dito tempo de comunicação é maior do que o dito tempo de carga.

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6. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle é ainda configurada para mudar uma taxa da carga do dito dispositivo de armazenamento de força de modo que o dito tempo de carga seja igual ou maior que o dito tempo de comunicação, em um caso no qual o dito tempo de comunicação é maior do que o dito tempo de carga.