DE102021110714A1

DE102021110714A1 - Eine Schalteranordnung und Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung

Info

Publication number: DE102021110714A1
Application number: DE102021110714.8A
Authority: DE
Inventors: Marc Miro Bargallo; Jose Gabriel Fernandez Banares
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-11-04
Also published as: US20230074578A1; US11529917B2; US20210339692A1; CN113561913B; US11840183B2; CN113561913A

Abstract

Schalteranordnung zum Bereitstellen alternativer Verteilungspfade in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug, das elektrische Stromversorgungen und elektrische Lasten umfasst. Die Schalteranordnung umfasst einen ersten Schalter, der angepasst ist, mit einem ersten elektrischen Element verbunden zu werden, einen zweiten Schalter, der angepasst ist, mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden zu werden, und einen dritten Schalter, der angepasst ist, mit dem elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden zu werden. Jeder des ersten, zweiten und dritten Schalters ist unabhängig steuerbar, und die selektive Operation von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand verbindet wenigstens zwei der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente miteinander, um einen von mehreren alternativen Verteilungspfaden herzustellen, um eine der Stromversorgungen und eine der Lasten oder zwei der Stromversorgungen zu verbinden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das Folgende betrifft eine Schalteranordnung und ein Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND
Der Automobilmarkt bewegt sich in Richtung Fahrzeuge, bei denen das menschliche Fahren durch automatische Unterstützungssysteme stark gestützt wird. In diesem Zusammenhang können solche automatischen Unterstützungssysteme eine teilweise Fahrerunterstützung zur Verfügung stellen, wie beispielsweise ein automatisches Fahrerassistenzsystem (ADAS). Solche automatischen Unterstützungssysteme können alternativ das vollständig autonome Fahren zur Verfügung stellen, bei dem das menschliche Fahren nicht erforderlich ist.
Aus diesem Grund müssen elektrische Architekturen solcher Fahrzeuge in der Lage sein, auch im Falle eines Ausfalls zu funktionieren (d. h. ausfallsicherer Betrieb). Dies kann durch das Hinzufügen von redundanten Systemen erreicht werden, aber eine solche Redundanz kann zu erhöhten Kosten führen.
In diesem Zusammenhang ist 1 ein vereinfachtes elektrisches Schema einer beispielhaften Ausführungsform einer Architektur eines elektrischen Verteilungssystems (EDS) für ein Fahrzeug. Wie darin zu sehen ist, weist ein Stromverteilungssystem Schalter A, B, C und D auf, die so konfiguriert sind, dass sie redundante Verbindungen zur Verfügung stellen, um eine doppelte Versorgung mit elektrischer Energie von einem Generator (G), einem Gleichspannungswandler (DCDC) und/oder Batterien (BATT1, BATT2, BATT3) über Verteilungs- oder Transportleitungen oder -drähte zu redundanten Lasten für hochautonomes Fahren (HAD) sicherzustellen, beispielsweise zu solchen für Fahrzeuge mit einem hohen Grad an Fahrautomatisierung, wie beispielsweise Level 4 oder Level 5, wie von der Society of Automotive Engineers (SAE) in SAE J3016 definiert. Auch nicht-HAD-redundante Lasten, d.h. normale Lasten, können in geschalteter Verbindung mit solchen Stromversorgungen zur Verfügung gestellt werden. In heutigen SAE Level 0-Fahrzeugen (d.h. keine oder geringe Fahrautomatisierung) kann es Funktionen mit allen Bereichen der Automotive Safety Integrity Levels (ASIL) für die funktionale Sicherheit geben, und es wird SAE Level 5-Fahrzeuge (d.h. vollautonom) mit Funktionen geben, die ebenfalls alle ASILs umfassen. Das in 1 dargestellte Stromversorgungssystem stellt eine optimierte EDS-Architektur für hochautonom fahrende Fahrzeuge dar. Die Architektur wird in der gemeinsam angemeldeten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 16/393,527, mit dem Titel „Electrical Assembly and Method“, eingereicht am 24. April 2019, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang einbezogen wird.
2 ist ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild der EDS-Architektur für Fahrzeuge mit hohem SAE-Level (d. h. für autonome Fahrzeuge) aus 1, das umfassendere Schalterdetails umfasst. Wie darin zu sehen ist, sind die Schalter A, B, C und D wiederum mit der elektrischen Versorgung verbunden, die einen Generator (G), einen Gleichspannungswandler (DCDC) und Batterien (BATT1, BATT2, BATT3) umfasst. Die Schalter M, N, O und P sind mit den redundanten Lasten des HAD verbunden. Wie leicht zu erkennen ist, gibt es Versorgungspfade, bei denen zwei Schalter (beispielsweise Schalter M und Schalter A) in Reihe geschaltet sind. Daher könnte der Ausfall eines einzelnen Schalters dazu führen, dass der Versorgungspfad von einer elektrischen Versorgung zu einer HADredundanten Last unterbrochen wird. In der Tat befindet sich der Schalter M in Reihe sowohl mit dem Schalter A als auch mit dem Schalter C. Ebenso befindet sich der Schalter N in Reihe sowohl mit dem Schalter A als auch mit dem Schalter C. Ebenso befindet sich der Schalter O in Reihe sowohl mit dem Schalter B als auch mit dem Schalter D, und der Schalter P befindet sich ebenfalls in Reihe sowohl mit dem Schalter B als auch mit dem Schalter D.
Die in den 1 und 2 gezeigte EDS-Architektur stellt somit eine optimierte Redundanz für die Energieversorgungen G, DCDC, BATT1, BATT2 und BATT3 unter Verwendung der dort gezeigten Schalteranordnung A, B, C, D zur Verfügung. Wie bereits beschrieben, führt jedoch ein Fehler in einem der in 2 gezeigten Schalter M, N, O oder P dazu, dass ein Versorgungspfad geöffnet wird. Es besteht daher Bedarf an einer verbesserten elektrischen Verteilungssystemarchitektur, die weitere Redundanz aufweist, um offene Versorgungspfade zu verhindern, ohne die Kosten übermäßig zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer hierin beschriebenen nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform ist eine Schalteranordnung offenbart, um eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug umfassend eine Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten zur Verfügung zu stellen. Die Schalteranordnung umfasst einen ersten Schalter, der angepasst ist, mit einem ersten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, einen zweiten Schalter, der angepasst ist, mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, und einen dritten Schalter, der angepasst ist, mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist. Jeder des ersten, zweiten und dritten Schalters ist unabhängig steuerbar, und die selektive Operation von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand verbindet wenigstens zwei der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente miteinander, um einen der Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden einzurichten, um eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine der Vielzahl von elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Gemäß einer weiteren hierin beschriebenen, nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung offenbart, um eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug umfassend eine Vielzahl von elektrischen Versorgungseinrichtungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten zur Verfügung zu stellen, wobei ein erster Schalter mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, einen ersten Schalter, der mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, einen zweiten Schalter, der mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden ist, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, und einen dritten Schalter, der mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden ist, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter unabhängig steuerbar ist. Das Verfahren umfasst das selektive Betreiben von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand, um wenigstens zwei des ersten, zweiten und dritten elektrischen Elements miteinander zu verbinden, um einen der Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden herzustellen, um eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine der Vielzahl von elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Gemäß einer anderen hierin beschriebenen nicht-einschränkenden beispielhaften Ausführungsform wird ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium offenbart, auf dem computerausführbare Befehle zum Steuern einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zum Verteilen von elektrischer Energie in einem Fahrzeug, das eine Vielzahl von elektrischen Energieversorgungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten enthält, gespeichert sind, wobei das Fahrzeug eine Steuerung und einen ersten Schalter, der mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, aufweist, einen ersten Schalter, der mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand hat, einen zweiten Schalter, der mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden ist, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand hat, und einen dritten Schalter, der mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden ist, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand hat, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter unabhängig steuerbar ist. Die computerausführbaren Anweisungen sind so konfiguriert, dass sie die Steuerung veranlassen, jeden des ersten, zweiten und dritten Schalters selektiv in seinen offenen oder geschlossenen Zustand zu bringen, um wenigstens zwei des ersten, zweiten und dritten elektrischen Elements miteinander zu verbinden, um einen der mehreren alternativen Verteilungspfade einzurichten, um eine der mehreren elektrischen Stromversorgungen und eine der mehreren elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der mehreren elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Eine ausführliche Beschreibung dieser und anderer nicht einschränkender beispielhafter Ausführungsformen einer Schalteranordnung und eines Verfahrens zum Steuern einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zum Verteilen von elektrischer Energie in einem Fahrzeug wird nachstehend zusammen mit begleitenden Zeichnungen dargelegt.
Figurenliste

1 und 2 sind vereinfachte elektrische Schaltpläne einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Verteilungssystems für ein Fahrzeug;
3 bis 5 sind vereinfachte elektrische Schemata von beispielhaften Ausführungsformen eines Fahrzeugelektronikverteilungssystems mit beispielhaften Ausführungsformen einer Schalteranordnung zum Stellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
6A bis 6F sind vereinfachte elektrische Schemata von beispielhaften Operationen einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Stromverteilungssystems mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zum Verteilen von elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich, werden hier ausführliche, nicht einschränkende Ausführungsformen offenbart. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und Merkmale können übertrieben oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten, Elemente, Merkmale, Gegenstände, Elemente, Teile, Abschnitte oder ähnliches zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionale Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die Unterweisung eines Fachmanns in der Technik.
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird eine ausführlichere Beschreibung von nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsformen einer Schalteranordnung und eines Verfahrens zum Steuern einer Schalteranordnung zur Verfügung gestellt, um eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug bereitzustellen. Zur einfacheren Veranschaulichung und zur Erleichterung des Verständnisses werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten und Merkmale verwendet.
Wie bereits beschrieben, stellt die in den 1 und 2 gezeigte EDS-Architektur eine optimierte Redundanz für die Energieversorgungen G, DCDC, BATT1, BATT2 und BATT3 unter Verwendung der darin gezeigten Schalteranordnung A, B, C, D zur Verfügung. Wie bereits beschrieben, wird jedoch bei einem Ausfall eines der darin gezeigten Schalter M, N, O oder P ein Versorgungspfad geöffnet.
Eine mögliche Lösung für dieses Problem wäre, jeden der in 2 gezeigten Schalter M, N, O und P zu verdoppeln (d. h. zwei parallel geschaltete Schalter), um jeden Schalter redundant zu machen. Eine solche Lösung kann auch eine ähnliche Verdopplung der Schalter A, B, C oder D empfehlen. Eine solche Verdopplung von Komponenten erhöht jedoch die damit verbundenen Kosten.
Es besteht daher ein Bedarf an einer verbesserten elektrischen Verteilungssystemarchitektur, die eine weitere Redundanz aufweist, um offene Versorgungspfade zu verhindern, ohne die Kosten übermäßig zu erhöhen. In dieser Hinsicht stellt die vorliegende Offenbarung die alternative Lösung des Hinzufügens eines einzelnen Schalters zu bestehenden Schalteranordnungen zur Verfügung, wobei die Schalter in einem Delta (Δ)-Layout kombiniert werden können, so dass doppelte Redundanz mit dem Hinzufügen von nur einer einzigen Komponente erreicht wird.
In diesem Zusammenhang ist 3 ein vereinfachtes elektrisches Schema einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie darin zu sehen ist, gibt es mehrere Knotenpunkte im Fahrzeug-EDS, an denen eine redundante Delta- oder 3-Punkt-Schalteranordnung oder - Architektur 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. Genauer gesagt kann eine solche Schalteranordnung 10 zur Verfügung gestellt werden, um die elektrischen Energieversorgungen A, B und C über Verteilungs- oder Transportleitungen oder -drähte 12 sowohl mit HAD-ECUs (Electronic Control Units) mit redundanter Last als auch mit Normallast-ECUs (d.h. ohne HAD-Last) zu koppeln.
Wie in 3 zu sehen ist, kann jede Schalteranordnung 10 drei Schalter 14 umfassen, die wie gezeigt in einer Dreieckskonfiguration angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass jeder einzelne Schalter 14 in einer Schalteranordnung 10 von beliebigem Typ sein kann, wie beispielsweise ein bi-stabiles Relais, ein Relais, ein Transistor (umfassend Feldeffekttransistor (FET), intelligenter FET, Bipolarer Sperrschichttransistor (BJT), Bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (IGBT), Unijunction-Transistor (UJT), Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein anderer Transistortyp) oder ein beliebiger anderer Typ. Im Falle einer Anomalie in einer Versorgung A, B oder C, einem Schalter 14 oder einer Schalteranordnung 10 gibt es immer einen alternativen Pfad, der über die Transportleitungen 12 zu einem redundanten HAD-Steuergerät aufgebaut werden kann, wodurch eine Versorgungsredundanz gewährleistet wird. Außerdem können in dem Fall, dass ein neuer und/oder zusätzlicher Strom, der aus der Einrichtung eines solchen alternativen Pfades resultiert, für eine bestimmte Transportleitung 12 zu hoch ist, auch normale Lasten abgeschaltet werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass in 3 zwar drei Schalter 14 in einer Dreieckskonfiguration in jeder Schalteranordnung 10 dargestellt sind, wobei diese Dreieckskonfiguration die genannten Vorteile mit der geringsten Anzahl von Schaltern 14 bietet, dass aber vier oder mehr Schalter 14 alternativ in einer rechteckigen oder anderen Konfiguration(en) in jeder Schalteranordnung 10 angeordnet werden könnten, um ähnliche Vorteile zur Verfügung zu stellen.
Unter Verwendung solcher Schalteranordnungen 10 kann ein Energieverteilungs-Managementsystem eingerichtet werden, um die Bewertung der Schalterparameter zu optimieren und bei einem ersten Ausfall eine Überlastung zu verhindern, während die redundanten HAD-Lasten für den vollen Betrieb mit Strom versorgt werden. Zur vollständigen Diagnose der Energieverteilung kann der Stromfluss zusammen mit den wichtigsten Parametern für jeden Schalter 14 überwacht werden, beispielsweise Knotenspannungen und Komponententemperaturen. In diesem Zusammenhang ist 4 ein vereinfachtes elektrisches Schema einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung, die eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Verfügung stellt. Wie darin zu sehen ist, wird eine Delta- oder 3-Punkt-Schalterarchitektur mit Stromerfassung zur Verfügung gestellt, wobei zur weiteren Optimierung jede der Schalteranordnungen 10 Komponentenschalter 14' umfasst, die jeweils ein Paar von intelligenten FETs 16 umfassen, die in einer Rück-zu-Rück- (d. h. Serien-) Topologie konfiguriert sind.
Diese intelligenten FETs 16 und die Rück-zu-Rück- Topologie gewährleisten nicht nur ein ordnungsgemäßes bidirektionales Schalten, sondern auch die Fähigkeit zur genauen Überwachung des dualen Stromflusses und zur digitalen Übertragung durch die digitalen Stufen an jedem intelligenten FET 16. Sie machen auch jeden zusätzlichen Stromsensor und entsprechende Schnittstellen zur Anpassung und Übertragung der Daten an einen Mikrocontroller überflüssig. Das heißt, wenn Rück-zu-Rück- Smart-FETs 16 als Schalter 14' verwendet werden, kann der bidirektionale Strom gemessen werden, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher Stromsensorelemente entfällt.
Mit Strom- und Spannungsmessungen ermöglichen solche 3-Punkt-Bidirektionalen Schalter 14' somit ein grundlegendes Energiemanagement, das für Sicherheitsfunktionen wichtig ist. Genauer gesagt ermöglicht die Delta-Schalter-Anordnung ausführliche Informationen über den Stromfluss und eventuelle Komponentenschäden, die zum Verständnis des Energieflusses im System nach der Aktivierung redundanter Stromflusspfade verwendet werden können. Dies kann beispielsweise die Abschaltung einer sekundären Last ermöglichen, um eine Belastung des Schalters durch einen übermäßigen Stromfluss zu vermeiden.
In 5 ist ein vereinfachtes elektrisches Schema einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung dargestellt, die eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug 8 gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Verfügung stellt. Wie darin zu sehen ist, können Delta- oder 3-Punkt-Schalteranordnungen 10 zur Verfügung gestellt werden, um elektrische Stromversorgungen, BATT A und BATT B, über Verteilungs- oder Transportleitungen oder -drähte 12 mit einer Getriebesteuereinheit (TCU) zu verbinden, die eine HAD-redundante Last sein kann, sowie mit TÜRZONEN-Lasten, einer HANDSCHUHFACH-Last, einer RÜCKLICK-Last und einer KOFFERRAUM-Last, die normale elektrische Lasten (d.h. nicht-HAD-redundante Lasten) sein können.
Wie ebenfalls darin zu sehen ist, kann jede Schalteranordnung 10 des Weiteren einen Mikrocontroller, eine Steuerung oder eine Kontrolleinheit 18 umfassen oder damit verbunden sein, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb der Schalteranordnung 10 steuert, umfassend die unabhängige Steuerung jedes Schalters 14' in einen EIN- oder AUS-Zustand. Alternativ kann eine einzelne Mikrocontroller-, Steuerungs- oder Kontrolleinheit 18 mit einer Vielzahl von Schalteranordnungen 10 verbunden und so konfiguriert sein, dass sie diese steuert. Darüber hinaus kann ein Mikrocontroller, eine Steuerung oder eine Steuereinheit, wie beispielsweise ein beliebiger Mikrocontroller, eine Steuerung oder eine Steuereinheit 18, als zentrale oder übergeordnete Steuerung zur Verfügung gestellt und konfiguriert werden, um ein Energieverteilungs-Managementsystem zu steuern und/oder zu implementieren oder ein elektrisches Verteilungssystem für ein Fahrzeug zu steuern, wie hierin beschrieben.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass jeder derartige Mikrocontroller, jede Steuerung oder Steuereinheit 18 und/oder jede andere hierin beschriebene Einheit, jedes Modul, jede Steuerung, System, Subsystem, Mechanismus, Gerät, Komponente oder Ähnliches eine geeignete Schaltung umfassen kann, wie beispielsweise einen oder mehrere geeignet programmierte Prozessoren (beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, umfassend Zentraleinheiten (CPU)) und zugehörige Speicher, die gespeicherte Betriebssystemsoftware und/oder Anwendungssoftware umfassen können, die von dem/den Prozessor(en) ausführbar ist/sind, um dessen/deren Betrieb zu steuern und die speziellen Algorithmen auszuführen, die durch die verschiedenen hierin beschriebenen Funktionen und/oder Operationen repräsentiert werden, einschließlich der Interaktion zwischen und/oder der Kooperation miteinander. Ein oder mehrere solcher Prozessoren sowie andere Schaltungen und/oder Hardware oder mehrere solcher Prozessoren und/oder Schaltungen und/oder Hardware können auch auf mehrere separate Einheiten, Module, Steuerungen, Systeme, Subsysteme, Mechanismen, Geräte, Komponenten oder dergleichen verteilt sein.
Es sollte auch wieder beachtet werden, dass jeder einzelne Schalter (beispielsweise, 16, wie in 4 gezeigt) in jedem Schalterpaar 14' einer Schalteranordnung 10 von beliebigem Typ sein kann, wie beispielsweise ein bi-stabiles Relais, ein Relais, ein Transistor (umfassend Feldeffekttransistor (FET), Smart-FET, Bipolar Junction Transistor (BJT), Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), Unijunction Transistor (UJT), Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder ein beliebiger anderer Transistortyp) oder ein anderer Typ. Im Falle einer Anomalie in irgendeiner Versorgung, BATT A oder BATT B, irgendeinem Schalter 14' oder irgendeiner Schalteranordnung 10, gibt es immer einen alternativen Pfad, der über die Transportleitungen 12 zu einer TÜRZONEN-Last, der HANDSCHUHFACH-Last, der RÜCKLICHT-Last, der KOFFERRAUM-Last und der TCU-Last hergestellt werden kann, wodurch eine Versorgungsredundanz gewährleistet wird. Außerdem können in dem Fall, dass ein neuer und/oder zusätzlicher Strom, der sich aus der Einrichtung eines solchen alternativen Pfades ergibt, für eine bestimmte Transportleitung 12 zu hoch ist, auch normale Lasten abgeschaltet werden.
In 6A ist ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild eines beispielhaften Betriebs einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung dargestellt, die eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Leistung in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Verfügung stellt. Diesbezüglich zeigt 6A eine Fahrzeug-EDS-Architektur ähnlich der von 5 im Normalbetrieb.
Wie in 6A zu sehen ist, können die Schalteranordnungen 10a, 10b, 10c und 10d wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert werden, um elektrischen Strom von ZUFUHR A zu LAST A und elektrischen Strom von ZUFUHR B zu LAST B zu liefern. Genauer gesagt wird in jeder Schalteranordnung 10a und 10b ein Schalter 14' eingeschaltet und zwei Schalter 14' ausgeschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für Strom 20 von der Versorgung ZUFUHR A zur Leitung TRANSPORT A und LAST A einzurichten. In ähnlicher Weise wird in jeder Schalteranordnung 10c und 10d ein Schalter 14' eingeschaltet und zwei Schalter 14' ausgeschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für Strom 22 von der Versorgung ZUFUHR B zur Leitung TRANSPORT B und LAST B einzurichten.
6B ist ein vereinfachtes elektrisches Schema eines weiteren beispielhaften Betriebs einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wie darin zu sehen ist, ist ein Kurzschluss 34 in der Leitung TRANSPORT A gezeigt. In einer solchen Situation können die Schalteranordnungen 10a, 10b, 10c, 10d wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert werden, um weiterhin elektrische Energie an LAST A zu liefern.
Genauer gesagt sind in jeder Schalteranordnung 10a und 10b zwei Schalter 14' ausgeschaltet und ein Schalter 14' eingeschaltet, wie gezeigt, während in jeder Schalteranordnung 10c und 10d zwei Schalter 14' eingeschaltet sind und ein Schalter 14' ausgeschaltet ist, wie gezeigt. Dadurch wird der Strom 30 von ZUFUHR A um den Kurzschluss 34 in der Leitung TRANSPORT A herumgeleitet, um über oder entlang eines alternativen Pfades zu LAST A zu gelangen. Genauer gesagt wird der Strom 30 von ZUFUHR A durch die Schalteranordnung 10a auf die Leitung TRANSPORT C, durch die Schalteranordnung 10c auf die Leitung TRANSPORT B und durch die Schalteranordnung 10d auf die Leitung TRANSPORT D zur Abgabe an LAST A geleitet. Gleichzeitig wird der Strom 32 weiterhin durch die Schalteranordnungen 10c und 10d über die Leitung TRANSPORT B zur Abgabe an LAST B geleitet.
Es sollte beachtet werden, dass die Leitung TRANSPORT B in einer solchen Situation einen erhöhten (beispielsweise doppelten) Stromfluss führt und daher konstruiert oder überdimensioniert sein kann (beispielsweise für mechanische Anforderungen), um einem solchen Ereignis standzuhalten. Alle anderen Transportdrähte oder -leitungen, einschließlich derjenigen, die mit ZUFUHR A oder ZUFUHR B verbunden sind, können ebenfalls so ausgelegt werden, dass sie in der Lage sind, einen erhöhten Stromfluss im Falle verschiedener, hier beschriebener Situationen zu führen.
In 6C ist eine weitere beispielhafte Operation einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl alternativer Verteilungspfade in einem System zur Verteilung elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem vereinfachten elektrischen Schaltplan dargestellt. In diesem Zusammenhang zeigt 6C einen Ausfall einer Quelle oder Versorgungskomponente, in diesem Fall der Quelle ZUFUHR A. In einer solchen Situation können die Schalter 14' der Schalteranordnungen 10a, 10b, 10c und 10d wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert werden, um Energie für alle Lasten, umfassend LAST A und LAST B, von der anderen Quelle oder Versorgungskomponente, ZUFUHR B, zur Verfügung zu stellen.
Genauer gesagt wird in der Schalteranordnung 10c ein Schalter 14' auf AUS und zwei Schalter 14' auf EIN geschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für den Strom 40 von ZUFUHR B zu TRANSPORT C und einen Pfad für den Strom 42 von ZUFUHR B zu TRANSPORT B einzurichten. In der Schalteranordnung 10d werden zwei Schalter 14' auf AUS und ein Schalter 14' auf EIN geschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für den Strom 42 von TRANSPORT B zu LAST B einzurichten. In der Schalteranordnung 10a werden zwei Schalter 14' wie gezeigt ausgeschaltet, um ZUFUHR A zu isolieren, und ein Schalter 14' wird wie gezeigt eingeschaltet, um einen Pfad für den Strom 40 von der Leitung TRANSPORT C zur Leitung TRANSPORT A herzustellen. Schließlich werden in der Schalteranordnung 10b zwei Schalter 14' ausgeschaltet und ein Schalter 14' wird wie gezeigt eingeschaltet, um einen Pfad für den Strom 40 von der Leitung TRANSPORT A zur LAST A herzustellen.
6D ist ein vereinfachtes elektrisches Schema einer weiteren beispielhaften Operation einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. In diesem Zusammenhang zeigt 6D den Fall, in dem die Quelle ZUFUHR A zum Laden der Quelle ZUFUHR B verwendet wird. Wie darin zu sehen ist, können die Schalteranordnungen 10a und 10c wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert werden, um einen Pfad für den Strom 50 von ZUFUHR A zu ZUFUHR B einzurichten.
Genauer gesagt sind in der Schalteranordnung 10a zwei Schalter 14' ausgeschaltet und ein Schalter 14' eingeschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für den Strom 50 von ZUFUHR A zu TRANSPORT C herzustellen. In der Schalteranordnung 10c sind zwei Schalter 14' ausgeschaltet und ein Schalter 14' eingeschaltet, wie gezeigt, um einen Pfad für den Strom 50 von TRANSPORT C zu ZUFUHR B herzustellen. Solche Konfigurationen der Schalter 14' in den Schalteranordnungen 10a und 10c isolieren auch den Rest des EDS, umfassend LAST A und LAST B, während die Quelle ZUFUHR A ZUFUHR B lädt (oder umgekehrt), wodurch der Energiefluss (oder Ausgleich) maximiert wird. Darüber hinaus könnte im Falle des Ausfalls eines oder beider Schalter 14' in den Schalteranordnungen 10a und 10c, die den gezeigten Pfad bilden, ein alternativer Pfad durch Einschalten der anderen beiden Schalter 14' (derzeit als ausgeschaltet dargestellt) in der jeweiligen Schalteranordnung 10a und/oder 10c eingerichtet werden.
In 6E ist ein vereinfachtes elektrisches Schema einer weiteren beispielhaften Operation einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung dargestellt, die eine Vielzahl alternativer Verteilungspfade in einem System zur Verteilung elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Verfügung stellt. In diesem Zusammenhang ist in 6E das Szenario der vollständigen Stromversorgung von Verbrauchern in allen Transportleitungen im Fahrzeug-EDS dargestellt (d. h. Energieübertragung und -abfluss). In diesem Beispiel weisen die Leitungen TRANSPORT A, TRANSPORT B, TRANSPORT C und TRANSPORT D daran angeschlossene Lasten auf, die als für das autonome Fahren relevante „SICHERHEITS“-Lasten (d. h. als redundante HAD-Lasten) betrachtet werden können, während LAST A und LAST B als „NICHT-SICHERHEITS“-Normallasten (d. h. als Nicht-HAD-Lasten) betrachtet werden können.
Wie darin zu sehen ist, liefert ZUFUHR A einen Strom 60 (beispielsweise 3 x I) an die Schalteranordnung 10a. Die Schalter 14' der Schalteranordnungen 10a und 10b werden, wie gezeigt, gesteuert, angepasst, konfiguriert oder in EIN- oder AUS-Zustände umkonfiguriert, um Pfade für den Strom 62 (beispielsweise I) zur SICHERHEITS-Last, die mit TRANSPORT C verbunden ist, den Strom 64 (beispielsweise I) zur SICHERHEITS-Last, die mit TRANSPORT A verbunden ist, und den Strom 66 (beispielsweise I) zur LAST A einzurichten.
In ähnlicher Weise liefert ZUFUHR B einen Strom 68 (beispielsweise 3 x I) zur Schalteranordnung 10c. Die Schalter 14' der Schalteranordnungen 10c und 10d werden wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder in EIN- oder AUS-Zustände umkonfiguriert, um Pfade für den Strom 70 (beispielsweise I) zur SICHERHEITS-Last, die an TRANSPORT B angeschlossen ist, den Strom 72 (beispielsweise I) zur SICHERHEITS-Last, die an TRANSPORT D angeschlossen ist, und den Strom 74 (beispielsweise I) zur LAST B zu schaffen.
6F ist ein vereinfachtes elektrisches Schema einer weiteren beispielhaften Operation einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeug-EDS mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. In diesem Zusammenhang ist in 6F ein Ausfall einer kompletten Schalteranordnung, in diesem Fall der Schalteranordnung 10a, dargestellt. Selbst bei einem vollständigen Ausfall der Schalteranordnung 10a, so dass ZUFUHR A keine Fahrzeuglasten mit Strom versorgen kann (oder ähnlich einem Ausfall der Quelle ZUFUHR A), ist es immer noch möglich, die vier an TRANSPORT A, TRANSPORT B, TRANSPORT C und TRANSPORT D angeschlossenen SICHERHEITS-Lasten mit Strom zu versorgen. In diesem Zusammenhang werden die NICHT-SICHERHEITSVERBRAUCHER, LAST A und LAST B, ebenfalls abgeschaltet, um nicht zu viel Energie von der Quelle ZUFUHR B anzufordern, wodurch die SICHERHEITSVERBRAUCHER und/oder ihre Funktionen geschützt werden, indem eine angemessene Strom- oder Leistungsversorgung gewährleistet wird.
Mit Bezug auf 6E kann die Quelle ZUFUHR B im normalen Betrieb einen Strom 68 von beispielsweise 3 x I an die Schalteranordnung 10c liefern. Der in 6F gezeigte Ausfall der Schalteranordnung 10a stellt jedoch einen anormalen Zustand dar, bei dem die Quelle ZUFUHR B einen Strom 80 von beispielsweise 4 x I an die Schalteranordnung 10c liefern kann.
Die Schalter 14' der Schalteranordnung 10c werden gesteuert, angepasst, konfiguriert oder in EIN- oder AUS-Zustände umkonfiguriert, wie gezeigt, um einen Pfad für einen Strom 82 (beispielsweise I) zu TRANSPORT C und der mit TRANSPORT C verbundenen SICHERHEITS-Last sowie einen Pfad für einen Strom 84 (beispielsweise 3 x I) zu TRANSPORT B, umfassend einen Strom 85 (beispielsweise Die Schalter 14' der Schalteranordnung 10d werden, wie gezeigt, in EIN- oder AUS-Zustände gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert, um einen Pfad für den Strom 86 (beispielsweise 2 x I) zu TRANSPORT D, umfassend einen Strom 87 (beispielsweise I) zu der an TRANSPORT D angeschlossenen SICHERHEITS-Last, sowie einen Pfad für einen Strom 88 (beispielsweise I) zu der Schalteranordnung 10b herzustellen. Die Schalter 14' der Schalteranordnung 10b werden gesteuert, angepasst, konfiguriert oder in EIN- oder AUS-Zustände umkonfiguriert, wie gezeigt, um einen Pfad für den Strom 88 (beispielsweise, I) zu der an TRANSPORT A angeschlossenen SICHERHEITS-Last herzustellen. Darüber hinaus werden die Schalter 14' der Schalteranordnungen 10b und 10d ebenfalls wie gezeigt gesteuert, angepasst, konfiguriert oder umkonfiguriert, um die normale NICHT-SICHERHEITS-Lasten, LAST A und LAST B, zu isolieren. Es ist zu beachten, dass ein weniger dramatischer Ausfall als der einer kompletten Schalteranordnung (10a, wie in 6F gezeigt), beispielsweise der Ausfall von nur einem der drei Zweige oder Schalter 14' in einer Schalteranordnung 10a, 10b, 10c, 10d, durch die Aktivierung der redundanten Zweige oder Schalter 14' in der jeweiligen Schalteranordnung 10a, 10b, 10c, 10d behoben werden kann.
Die Schalteranordnungen 10a, 10b, 10c, 10d können auch einzelne Zweige oder Schalter 14, 14' aufweisen, die mit einem Algorithmus gesteuert werden, der selektiv zwei Zweige oder Schalter 14, 14' an jeder Deltaschalteranordnung 10a, 10b, 10c, 10d aktivieren kann, um alternative Energieführungspfade einzurichten und dadurch die Lebensdauer der Schalter und die des Gesamtsystems zu erhöhen. Ein solcher Algorithmus kann auch Umgebungsbedingungen (beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit) sowie Systemparameter (beispielsweise Ströme, Spannungen) bei dieser Steuerung berücksichtigen.
Es ist zu beachten, dass die elektrischen Stromquellen (beispielsweise Versorgung A, Versorgung B, Versorgung C, BATT A, BATT B, ZUFUHR A, ZUFUHR B), die elektrischen Lasten (beispielsweise, Normal-ECU, DOOR ZONE-Lasten, GLOVEBOX-Last, REAR LIGHT-Last, TRUNK-Last, NON-SAFETY-Normal-Lasten, HAD-Redundant-ECU, TCU, SAFETY-HAD-Redundant-Lasten), und/oder die Transportleitungen (beispielsweise TRANSPORT A, B, C, D) können jeweils als ein elektrisches Element bezeichnet werden. Ebenso können die Schalteranordnungen (beispielsweise 10, 10a, 10b, 10c, 10d) jeweils einen Kommunikationsknoten umfassen oder als solcher bezeichnet werden.
Wie zuvor beschrieben, kann jeder der Schalter 14, 14' selektiv betätigt werden, um wenigstens einen einer Vielzahl von Verteilungspfaden, wie hierin beschrieben, basierend auf einem Status einer Transportleitung, einer elektrischen Stromversorgung, einer elektrischen Last, einer Schalteranordnung 10, 10a, 10b, 10c, 10d, eines Schalters 14, 14' oder einem Status eines Wertes wenigstens eines Stroms oder Stromflusses in dem elektrischen Verteilungssystem herzustellen. Ein solcher Status kann beispielsweise einen Kurzschluss in einer Transportleitung oder einer elektrischen Last umfassen. Ein solcher Status kann auch beispielsweise einen Ausfall einer Stromversorgung, einer Schalteranordnung 10, 10a, 10b, 10c, 10d oder eines Schalters 14, 14' oder einen Anwendungsverlauf eines Schalters 14, 14' in einer Schalteranordnung 10, 10a, 10b, 10c umfassen. In dieser Hinsicht ist der Anwendungsverlauf zwar nicht direkt messbar (d.h. das Ablesen eines Komponentenzustands), aber eine Berechnung, die den Anwendungsverlauf widerspiegelt, kann auf Umgebungstemperaturen, geflossenem Strom und/oder Zeitdauer in einem Aktivierungsmodus basieren. Ein solcher Status kann somit historische Daten wie beispielsweise Alterungsabschätzungen umfassen und somit eine entsprechende Schaltung zum Ausgleich der Alterung ermöglichen.
Es sollte auch beachtet werden, dass ein alternativer Modus der vorliegenden Offenbarung kann die Energie von zwei der Stromversorgungen zur gleichen Zeit benötigt umfassen. Zum Beispiel kann eine Last einen hohen Strombedarf aufweisen, der außerhalb ihrer normalen Verwendung liegt. In diesem Zusammenhang kann nach einem Absturz und nach Ablauf einer gewissen Zeit ein hoher Strombedarf erforderlich sein, um eine ausreichende Versorgung eines Sicherheitskommunikationsgeräts zu gewährleisten. Solche alternativen Modi können als „Dual-Versorgung erforderlich“ -Modi oder ähnlich bezeichnet werden.
Wie aus dem Vorstehenden leicht ersichtlich ist, wurden verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen einer Schalteranordnung und eines Verfahrens zum Steuern einer Schalteranordnung beschrieben, um eine Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung der elektrischen Energie in einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Die Schalteranordnung und das Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung, wie hierin beschrieben, stellen eine verbesserte elektrische Verteilungssystemarchitektur zur Verfügung, die eine weitere Redundanz aufweist, um offene Versorgungspfade zu verhindern, ohne die Kosten übermäßig zu erhöhen.
Obwohl hier verschiedene Ausführungsformen dargestellt und beschrieben sind, sind sie nur beispielhaft und es ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Ausführungsformen darstellen und beschreiben. Stattdessen sind die hier verwendeten Wörter eher beschreibend als einschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geiste und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zur Verteilung von elektrischer Leistung in einem Fahrzeug, das eine Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten umfasst, wobei die Schalteranordnung umfasst: einen ersten Schalter, der angepasst ist, um mit einem ersten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist; einen zweiten Schalter, der angepasst ist, um mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist; und einen dritten Schalter, der angepasst ist, um mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden zu werden, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist; wobei jeder des ersten, zweiten und dritten Schalters unabhängig steuerbar ist, und wobei die selektive Operation von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand wenigstens zwei der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente miteinander verbindet, um einen der Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden herzustellen, um eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine der Vielzahl von elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite und dritte Schalter angepasst sind, um in einer Dreieckskonfiguration verbunden zu werden.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei jedes der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente eine Transportleitung, eine aus der Vielzahl der elektrischen Stromversorgungen oder eine aus der Vielzahl der elektrischen Lasten umfasst.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter einen bidirektionalen Schalter umfasst.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter ein Paar von in Reihe geschalteten Schaltern umfasst.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter ein Relais, ein bi-stabiles Relais oder einen Transistor umfasst.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug aufweist und die Vielzahl von elektrischen Lasten wenigstens eine redundante hochautonom fahrende (HAD) Last aufweist.
Schalteranordnung nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl der elektrischen Lasten des Weiteren eine Nicht-HAD-Last aufweist.
Schalteranordnung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter selektiv betätigt wird, um wenigstens einen der Vielzahl von Verteilungspfaden basierend auf einem Status von einzurichten: eines der ersten, zweiten oder dritten elektrischen Elemente; einen der ersten, zweiten oder dritten Schalter; einen Wert wenigstens eines Stromflusses in dem elektrischen Verteilungssystem; oder eine andere Schalteranordnung zum Bereitstellen der Vielzahl alternativer Verteilungspfade in dem System zur Verteilung der elektrischen Leistung in dem Fahrzeug.
Schalteranordnung nach Anspruch 1 umfasst des Weiteren eine Steuerung, die zur Steuerung der Operation des ersten, zweiten und dritten Schalters konfiguriert ist.
Schalteranordnung nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner so konfiguriert ist, dass sie Signale empfängt und sendet, die jeweils einen Zustand des ersten, zweiten und dritten Schalters anzeigen.
Schalteranordnung nach Anspruch 10, wobei die Steuerung des Weiteren konfiguriert ist, um Signale zu empfangen und zu senden, die indikativ für einen Zustand sind von: wenigstens einem des ersten, zweiten oder dritten elektrischen Elements, wenigstens einem des ersten, zweiten oder dritten Schalters; oder eines Wertes wenigstens eines Stromflusses in dem elektrischen Verteilungssystem.
Energieverteilungs-Managementsystem für ein Fahrzeug, wobei das System umfasst: eine Vielzahl von Kommunikationsknoten, die jeweils die Schalteranordnung nach Anspruch 1 umfassen; und eine Steuerung, die so konfiguriert ist, dass sie die Operation des ersten, zweiten und dritten Schalters jeder Schalteranordnung eines jeden Kommunikationsknotens steuert.
Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zum Verteilen von elektrischer Leistung in einem Fahrzeug, das eine Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten umfasst, wobei ein erster Schalter mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, ein zweiter Schalter mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden ist, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, und ein dritter Schalter mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden ist, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter unabhängig steuerbar ist, wobei das Verfahren umfasst: selektives Betätigen von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand, um wenigstens zwei der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente miteinander zu verbinden, um einen der Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden herzustellen, um eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine der Vielzahl von elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung nach Anspruch 14, wobei jedes der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente eine Transportleitung, eine aus der Vielzahl der elektrischen Stromversorgungen oder eine aus der Vielzahl der elektrischen Lasten umfasst.
Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung nach Anspruch 14, wobei der erste, zweite und dritte Schalter in einer Dreieckskonfiguration verbunden sind und wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter einen bidirektionalen Schalter umfasst.
Verfahren zum Steuern einer Schalteranordnung nach Anspruch 14, wobei das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug umfasst und die Vielzahl von elektrischen Lasten wenigstens eine redundante hochautonom fahrende (HAD) Last umfasst.
Nicht-transitorisches, computerlesbares Speichermedium mit gespeicherten, computerausführbaren Befehlen zum Steuern einer Schalteranordnung zum Bereitstellen einer Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden in einem System zum Verteilen von elektrischer Energie in einem Fahrzeug, umfassend eine Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine Vielzahl von elektrischen Lasten, wobei das Fahrzeug eine Steuerung und einen ersten Schalter aufweist, der mit einem ersten elektrischen Element verbunden ist, wobei der erste Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, einen zweiten Schalter, der mit dem ersten elektrischen Element und einem zweiten elektrischen Element verbunden ist, wobei der zweite Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, und einen dritten Schalter, der mit dem zweiten elektrischen Element und einem dritten elektrischen Element verbunden ist, wobei der dritte Schalter einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter unabhängig steuerbar ist, wobei die computerausführbaren Anweisungen so konfiguriert sind, dass sie die Steuerung veranlassen zum: selektiven Betätigen von jedem des ersten, zweiten und dritten Schalters in seinen offenen oder geschlossenen Zustand, um wenigstens zwei des ersten, zweiten und dritten elektrischen Elements miteinander zu verbinden, um einen der Vielzahl von alternativen Verteilungspfaden einzurichten, um eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen und eine der Vielzahl von elektrischen Lasten zu verbinden oder um zwei der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen zu verbinden.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18 zum Steuern einer Schalteranordnung, wobei der erste, zweite und dritte Schalter in einer Dreieckskonfiguration verbunden sind, wobei jeder der ersten, zweiten und dritten Schalter einen bidirektionalen Schalter umfasst, und wobei jedes der ersten, zweiten und dritten elektrischen Elemente eine Transportleitung, eine der Vielzahl von elektrischen Stromversorgungen oder eine der Vielzahl von elektrischen Lasten umfasst.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18 zum Steuern einer Schalteranordnung, wobei das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug umfasst, und wobei die Vielzahl von elektrischen Lasten wenigstens eine redundante hochautonom fahrende (HAD) Last aufweist.