CN117677526A - 用于车辆的能量供给管理系统、用于运行能量供给管理系统的方法和用于执行该方法的计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的能量供给管理系统(1)，所述能量供给管理系统具有：至少一个能量供给系统(100)，所述能量供给系统具有至少一个能量供给单元(11，21‑1，21‑2)；至少一个消耗器系统(30)，所述消耗器系统具有至少两个消耗器单元(C1，C2)，所述消耗器单元能够分别经由所述能量供给系统(100)被供给能量，其中，所述至少两个消耗器单元(C1，C2)具有至少部分相同的功能范围。

Description

用于车辆的能量供给管理系统、用于运行能量供给管理系统 的方法和用于执行该方法的计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的能量供给管理系统、一种用于运行所述能量供给管理系统的方法和一种用于执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

由于车辆的越来越多的电气化，在许多情况下使用新的车辆部件和车辆架构。例如，气动系统或者液压系统完全地或部分地被电气或者电子部件或者功能组替代。除此之外，通过自动化的直至自主的驾驶应用，产生新的要求，尤其是在安全相关的功能方面。由此产生对可靠的用于车辆的能量供给管理系统的需求，使得可以确保维持至少对于驾驶机动动作而言必需的功能的能量供给。这不仅涉及电能的能量供给，还可以同样应用于附属于该能量供给的或者与该能量供给无关的气动系统、液压系统或者混合系统。

为了在维持足够的能量供给方面、特别是在安全相关的和安全关键的功能方面提高安全性，已知尤其冗余地实施的电能量供给系统，所述电能量供给系统不仅具有主能量供给系统、还具有至少一个附加能量供给系统。因此，与这些供给单元连接的消耗器系统可以在主能量供给单元失效时至少部分地继续通过附加能量供给单元运行。

例如，消耗器系统具有两个消耗器单元，所述消耗器单元具有至少部分冗余的功能范围，在主能量供给系统失效时，所述消耗器单元能够分别由自己的附加能量供给系统供给能量。如果冗余的附加能量供给系统中的一个附加能量供给系统也失效，则至少与其他附加能量供给系统连接的消耗器单元仍然可以继续运行。然而，仍然能够继续运行的消耗器单元的附加的失效不再能够被弥补，使得相应的功能范围不再可供使用。特别是在安全关键的功能的由此所引起的失效的情况下，对于车辆乘客以及其他交通参与者而言，存在严重危险，即使因此直接开始停车过程。

尤其是，消耗器单元可以包括车辆的控制单元、控制器和/或促动器。

发明内容

就上述实施方案而言，本发明所基于的任务在于，提供一种用于车辆的能量供给管理系统、一种用于运行能量供给管理系统的方法和一种用于执行该方法的计算机程序产品，通过所述能量供给管理系统、所述方法和所述计算机程序产品可以提高车辆的行驶运行的安全性。

该任务通过根据并列权利要求所述的用于车辆的能量供给管理系统、用于这样的能量供给管理系统的能量供给管理方法和用于执行该方法的计算机程序产品来解决。本发明的有利的扩展方案包含在从属权利要求中。

根据本发明，用于车辆的能量供给管理系统具有至少一个能量供给系统和至少一个消耗器系统，所述能量供给系统具有至少一个能量供给单元，所述消耗器系统具有至少两个消耗器单元，所述消耗器单元能够分别经由所述能量供给系统被供给能量，其中，所述至少两个消耗器单元具有至少部分相同的功能范围。

消耗器系统可以是例如转向功能系统、制动功能系统或者HAD功能系统(高度自动化驾驶功能系统(Highly Automated Driving Funktionssystem)或用于高度自动化驾驶的功能系统)。在此，至少两个消耗器单元分别包括至少部分相同的功能范围，使得所述至少两个消耗器单元在至少部分相同的功能范围方面是彼此冗余的。相应地，至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的失效可以通过至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元在相同的功能范围方面来补偿。在此，功能范围不仅包括各个功能本身(例如制动功率功能)的可用性，还包括各个功能的特征(例如制动功能的最大功率范围)。在此，至少部分相同的功能范围可以关于相同的功能范围，或者也关于作用相同的功能范围。相应地，至少部分共同的功能范围不是针对至少两个消耗器单元分担的功能范围，而是还针对如下功能范围：所述功能范围可以相同地或者作用相同地冗余地在所述消耗器单元中的每个消耗器单元中提供。

能量供给系统可以具有一个或者多个能量供给单元，通过所述能量供给单元能够提供电能、气动能量和/或液压能量。因此，能量供给单元可以是例如电池或者也可以是压缩空气存储器，该压缩气体存储器作为消耗器系统的或消耗器单元的一部分，该压缩气体存储器用于操纵气动制动促动器。因此，相应的消耗器系统或相应的消耗器单元也不局限于电子装置单元或以电气的方式工作的消耗器单元，而是也可以替代地或者附加地处理气动控制信号。能量供给系统可以经由不同的能量供给单元也提供组合的能量类型。此外，能量供给系统可以包含另外的元件，例如整流器或者换流器，以便将能量转换为适合用于由至少一个消耗器单元消耗的能量形式，和/或可以具有用于连接多个能量供给单元的连接点。通过能量供给系统给消耗器单元供给相应的能量，可以通过消耗器单元与能量供给系统或者与该能量供给系统的能量供给单元中的至少一个能量供给单元的线路连接来实现。因此，该线路连接可以是消耗器单元与能量供给单元中的至少一个能量供给单元的直接连接和/或经由该能量供给系统的另外的部件的、例如经由切换元件的间接连接。该线路连接可以是能够切换的，以便可以可选地或根据需要连接或者断开线路连接区段。替代地或者补充地，也可以给消耗器系统或能量供给单元中的至少一个能量供给单元供应感应能量，该感应能量能够直接通过能量供给系统的相应布置或能够这样配置的至少一个能量供给单元的相应布置来供应或者能够间接地经由另外的传输器件来供应。

在一种构型中，能量供给系统具有至少一个初级能量供给系统和至少一个次级能量供给系统，该初级能量供给系统具有至少一个初级能量供给单元，该次级能量供给系统具有至少一个次级能量供给单元，其中，所述至少两个消耗器单元能够分别经由所述至少一个初级能量供给系统和所述至少一个次级能量供给系统被供给能量。

因此，至少两个消耗器单元能够不仅经由至少一个初级能量供给系统、还经由至少一个次级能量供给系统被供给能量。相应地，不仅至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的失效可以在至少部分共同的功能范围方面被补偿，还可以通过次级能量供给系统补偿初级能量供给系统的失效，或者反过来。因此，进一步提高行驶运行的安全性。

至少一个初级能量供给系统和至少一个次级能量供给系统可以是独立的能量供给系统单元。在此，术语“初级”和“次级”不一定是能量供给系统的优先排序的表述，而是可以仅用于可区分性。相应地，至少一个初级能量供给系统和至少一个次级能量供给系统可以具有基本上类似的能量供给值，即功率值或容量值。

但是，替代地，至少一个初级能量供给系统也可以设置为用于初级的能量供给，而至少一个次级能量供给系统用作储备能量供给系统。因此，至少一个初级能量供给系统是具有至少一个主能量供给单元的主能量供给系统，次级能量供给系统是具有至少一个附加能量供给单元的附加能量供给系统。这样的附加能量供给系统或者至少所述至少一个附加能量供给单元尤其设置为相对于主能量供给系统或者至少相对于所述至少一个主能量供给单元的冗余的能量供给系统单元。如果主能量供给系统或者至少一个主能量供给单元失效，则由此可以给至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元的功能范围的至少一部分、尤其是至少部分共同的功能范围继续供给能量。然而，如果附加能量供给系统或者至少一个附加能量供给单元具有与主能量供给系统或者至少一个主能量供给单元相比较小的容量，则经由附加能量供给系统或者至少一个附加能量供给单元能够提供的、对至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元的继续供给的时间段可以是有限的。对至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元的能量供给指的是，不总是需要同时给至少两个消耗器单元中的两个消耗器单元供给能量。由于出于冗余原因提供至少部分共同的功能范围，可以设置这样的同时的能量供给，以便在至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元失效时可以通过至少两个消耗器单元中的至少一个其他消耗器单元提供至少部分共同的功能范围，而没有延迟。

如下能量供给系统可以例如以冗余的能量管理系统的形式运行：该能量供给系统具有至少一个主能量供给系统作为初级能量供给系统和至少一个附加能量供给系统作为次级能量供给单元，该主能量供给系统具有至少一个主能量供给单元作为初级能量供给单元，该附加能量供给系统具有至少一个附加能量供给单元作为次级能量供给单元。例如，冗余的能量管理系统与作为相应的消耗器系统的转向功能系统、制动功能系统和/或HAD功能系统连接。冗余的能量管理系统为作为消耗器单元的功能单元提供能量供给。如果主能量供给系统或者至少一个主能量供给单元失效或者如果该至少一个主能量供给单元具有不足够的能够提供的能量，则至少一个附加能量供给系统或者至少一个附加能量供给单元可以被接通，或者如果可能的话，替代主能量供给系统或者至少一个主能量供给单元完全接管该能量供给。

替代地，消耗器单元也可以基本上、即不是在初级能量供给系统失效的情况下才通过至少一个次级能量供给系统被供给能量。然后，至少一个次级能量供给系统又可以由初级能量供给系统供给能量，以便根据通过至少一个次级能量供给系统提供的能量再次补偿该至少一个次级能量供给系统的消耗。

根据一种扩展方案，至少相同的功能范围至少具有所述至少两个消耗器单元的所有安全相关的和安全关键的功能或者所述至少两个消耗器单元的功能范围的所有安全关键的功能。

安全相关的功能有助于车辆运行的安全性。因此，所述安全相关的功能提高车辆运行的安全性，然而，所述安全相关的功能的失效不会使车辆不能运行。同时，安全关键的功能对于车辆的运行是强制的，即，在所述安全关键的功能失效时，必须停止车辆运行。将功能分组为安全相关的或者安全关键的功能，可以例如根据车辆的运行模式或者驾驶机动动作来调整。例如，驾驶辅助系统、例如间距测量，可以在车辆的自主驾驶模式中是对于车辆关键的，而该驾驶辅助系统在通过驾驶员接管车辆控制时仅仍是安全相关的，如果有的话。将功能分组为安全相关的或者安全关键的功能，也可以与如下内容有关：确定的功能是否能够被另外的可供使用的功能取代。如果例如车辆的转向促动器的转向功能可以通过制动功能至少部分地取代，则该转向功能可以至少在预确定的范围中仅仍是安全相关的。

至少两个消耗器单元的至少部分共同的功能范围至少包括所有安全相关的和安全关键的功能或者至少包括所有安全关键的功能，因此，这些功能的总失效的风险最小化。尤其是在能量的可用性(例如由于初级能量供给系统失效并且通过具有较小量的能够提供的能量的次级能量供给系统替代)可能减小的方面，可以由此实现仍然安全的行驶运行。如果在这种情况下局限于仅仍运行安全相关的或者安全关键的功能的共同的功能范围，则与全部功能范围相比，能量需求可以减少。由此，车辆的剩余的机动能力可以被延长。

在一种构型中，能量供给系统具有至少两个次级能量供给系统，所述次级能量供给系统分别构造为用于给至少两个消耗器单元中的至少相同的消耗器单元进行供给，使得至少两个消耗器单元能够经由至少两个次级能量供给系统中的每个次级能量供给系统被供给能量。

因此，至少两个消耗器单元通过至少两个次级能量供给系统被进一步保险以防能量供给的失效。尤其是，在此，至少两个次级能量供给系统中的每个次级能量供给系统的输出端的相应数量至少相应于至少两个消耗器单元的相应数量，以便可以给这些消耗器单元供给能量。替代地或者补充地，也可以将与至少两个次级能量供给系统连接的或者能够连接的、用于至少两个消耗器单元的能量供给的线路连接部分为线路连接支路，所述连接线路支路至少相应于至少两个消耗器单元的相应数量，以便可以提供至少两个消耗器单元的能量供给。

尤其是，至少两个消耗器单元能够经由至少两个次级能量供给系统中的每个次级能量供给系统以选择的方式被供给能量。

因此，至少两个消耗器单元不强制需要同时通过至少两个次级能量供给系统被供给能量。然而，这可以可选地被设置，以便增加能够提供的能量的量。替代地，至少两个消耗器单元可以由于可选的能量供给分别也仅经由至少两个次级能量供给系统中的一个次级能量供给系统被供给能量。在此，用于至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的能量供给可以经由至少两个能量供给系统中的一个能量供给系统实现，而至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元的能量供给经由其他次级能量供给系统被供给能量。但是，至少两个消耗器单元也可以与相同的次级能量供给系统连接。在另一种替代方案中，也可以经由至少两个次级能量供给系统中的仅一个次级能量供给系统给至少两个消耗器单元中的仅一个消耗器单元供给能量，而经由至少两个次级能量系统中的两个或者所有次级能量系统给至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元供能。

经由至少两个次级能量供给系统中的一个和/或其他次级能量供给系统给相应的至少两个消耗器单元的可选的能量供给，可以通过相应地激活或者停用至少两个次级能量供给系统或相应的次级能量供给单元和/或通过操控用于连接和断开用于能量供给的线路连接部的连接区段的开关来实现。对开关的操控可以例如主动地经由控制设备设置。但是，替代地或者补充地，也可以使用被动的切换元件，所述被动的切换元件例如在过载的情况下引起至少一个连接断开。

根据一种构型，至少一个能量供给单元与能量供给系统的一个或者多个用于能量供给的输出端已连接或者能够连接。尤其是，至少一个次级能量供给单元与次级能量供给系统的一个或者多个用于能量供给的输出端已连接或者能够连接。

因此，能量供给系统可以至少具有如下数量的能量供给单元，所述数量与用于能量供给的输出端的数量相对应。由此，可以提高能量供给管理系统的冗余度和灵活性。但是，用于能量供给的输出端的数量也可以大于能量供给单元的数量。由此，例如在一个用于能量供给的输出端失效的情况下，可以至少实现部分的冗余度。但是，替代地，能量供给单元的数量也可以小于能量系统的输出端的数量，其中，能量供给单元、必要时也仅一个能量供给单元随后根据需要能够切换到不同的输出端上。也可以将多个能量供给单元切换到共同的输出端上。

在不同的优化目标(例如高的冗余度或者重量节省或者空间节省)的情况下能够视配置而定地实现的构型灵活性特别是在具有次级能量供给单元的次级能量供给系统中是有利的，因为次级能量供给单元通常只能够提供相对有限的量的能量。

尤其是，消耗器单元能够经由至少一个线路连接部通过初级能量供给系统和次级能量供给系统被供给能量。在此，消耗器单元能够分别经由至少一个消耗器开关和/或至少一个保险装置为了通过初级能量供给系统和次级能量供给系统进行能量供给而与线路连接部连接并且与线路连接部断开。

因此，至少两个消耗器单元可以经由至少一个消耗器开关同时与通过初级能量供给系统和次级能量供给系统进行的能量供给分离或者连接。特别是在至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元、初级能量供给系统和/或次级能量供给系统受到干扰(该干扰可能具有对能量供给管理系统的相应的其他部件的不利影响)的情况下，可以通过断开来避免相应不利的影响。例如可以设置线路连接部，至少两个消耗器单元能够经由该线路连接部通过初级能量供给系统和次级能量供给系统被供给能量。在能量流的方向上，线路连接部在初级能量供给系统和次级能量供给系统下游分为两个线路连接支路。至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元能够经由一个线路连接支路与初级能量供给系统和次级能量供给系统连接，用于能量供给，至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元能够经由其他线路连接支路与初级能量供给系统和次级能量供给系统连接。因此，相应的消耗器开关可以在能量流的方向上在初级能量供给系统和次级能量供给系统下游布置在通到至少两个消耗器单元上的线路分支之前。因此，至少两个消耗器单元可以经由共同的消耗器开关与初级能量供给系统和次级能量供给系统经由线路连接部连接并且再次断开。替代地或者补充地，也可以为每个线路连接支路分别设置连接开关，以便可以将至少两个消耗器单元可选地与通到初级能量供给系统和次级能量供给系统上的线路连接部断开或与该线路连接部连接。

替代地或者补充地，也可以使用保险装置，所述保险装置可以在过载情况下断开至少一个相应的连接部。如果至少一个保险装置以对消耗器开关进行补充的方式使用，可以这样设定至少一个保险装置的响应范围，即用于切断保险装置的负载范围，使得保险装置的响应范围位于相应的消耗器开关的响应范围的上方。因此，可能的断开可以优选经由消耗器开关来实现，并且在该消耗器开关失效的情况下该保险装置才起作用。消耗器经由保险装置的可连接性指的是，能量流经该保险装置，该保险装置因此可以是连接部的一部分。在消耗器开关的上下文中，保险装置也可以被称为消耗器保险装置。

在一种构型中，消耗器单元能够经由至少一个线路连接部通过初级能量供给系统和次级能量供给系统被供给能量。在此，至少一个次级能量供给系统经由至少一个次级能量供给开关和/或至少一个保险装置能够为了对消耗器单元的能量供给而与线路连接部连接并且能够与该线路连接部断开。替代地或者补充地，至少一个次级能量供给单元经由至少一个次级能量供给开关和/或至少一个保险装置能够为了对消耗器单元的能量供给而与线路连接部连接并且能够与该线路连接部断开。

因此，次级能量供给开关可以将至少一个次级能量供给系统与连接线路断开，而不影响通过初级能量供给系统对至少两个消耗器单元的能量供给。如果次级能量供给开关不涉及次级能量供给系统总体，而是涉及至少一个次级能量供给单元，则可以实现该至少一个次级能量供给单元的断开，而不禁止经由至少一个次级能量供给系统的其余次级能量供给单元对至少两个消耗器单元的能量供给。相反，特别是在至少一个次级能量供给系统的多个次级能量供给单元的情况下，至少一个次级能量供给单元的灵活的可连接性可以实现根据需要的能量供给。在此，替代地或者补充地，与消耗器开关类似地，也可以使用保险装置。在次级能量供给开关的上下文中，保险装置也可以被称为次级能量供给保险装置。

在一种构型中，消耗器单元能够经由至少一个线路连接部通过初级能量供给系统和次级能量供给系统被供给能量。在此，至少一个初级能量供给系统经由至少一个初级能量供给开关和/或至少一个保险装置能够为了对消耗器单元的能量供给而与线路连接部连接并且能够与该线路连接部断开。替代地或者补充地，至少一个初级能量供给单元经由至少一个初级能量供给开关和/或至少一个保险装置能够为了对消耗器单元的能量供给而与线路连接部连接并且能够与该线路连接部断开。

初级能量供给开关在其功能方面并且在可能的构型方面与先前描述的次级能量供给开关相对应，然而这涉及至少一个初级能量供给系统或至少一个初级能量供给单元。相应地，因此，初级能量供给开关可以将至少一个初级能量供给系统与连接线路断开，而不影响通过次级能量供给系统对至少两个消耗器单元的能量供给。如果初级能量供给开关不涉及初级能量供给系统总体，而是涉及至少一个初级能量供给单元，则可以实现该至少一个初级能量供给单元的断开，而不禁止经由至少一个初级能量供给系统的其余初级能量供给单元对至少两个消耗器单元的能量供给。相反，特别是在至少一个初级能量供给系统的多个初级能量供给单元的情况下，至少一个初级能量供给单元的灵活的可连接性可以实现根据需要的能量供给。

在此，替代地或者补充地，与消耗器开关或次级能量供给开关类似地，也可以使用保险装置。在初级能量供给开关的上下文中，保险装置也可以被称为初级能量供给保险装置。

消耗器开关、初级能量供给开关和/或次级能量供给开关可以构造为能够操控的开关，所述能够操控的开关例如主动地经由控制设备操控。但是，替代地或者补充地，也可以使用被动的切换元件，所述被动的切换元件例如在过载的情况下引起至少一个连接断开。但是，所述开关也可以具有自己的处理器单元和/或传感装置，所述处理器单元和/或传感装置使得所述开关能够检测能量供给管理系统的状态并且进行相应的切换过程。尤其是，所述开关也可以构造为用于执行自功能诊断。如果对此探测到开关具有功能故障，则可以例如向控制设备传递相应的信息信号和/或可以将开关切换到打开位态或者关闭位态中。根据用于能量供给管理系统的对相应位态的风险评估，可以切换到打开位态或者关闭位态中。视车辆的运行模式和待实施的驾驶机动动作而定地，可以调整这样的评估。

尤其是，至少所述至少一个消耗器开关是NC开关(常闭开关)。

NC开关也被称为打开器在静止状态中、即在未激活的情况下，NC开关将连接闭合并且因此能够实现能量供给或传递。只有当NC开关被激活时，才打开该开关并且由此将连接断开。因此，通过将至少一个消耗器开关构造为NC开关，在消耗器开关的停用状态中提供与至少一个初级能量供给系统和至少一个次级能量供给系统的连接，如果该连接没有通过其他方式被中断的话。

其他方式的中断可以例如通过至少一个初级能量供给开关和/或次级能量供给开关引起。因此，在作为NC开关的至少一个消耗器开关失效的情况下，可以减少无意中断能量供给的风险。

在一种构型中，至少所述至少一个次级能量供给开关和/或所述至少一个初级能量供给开关是NO开关(常开开关)。

NO开关也被称为闭合器(Schlieβer)，在静止状态中、即在未激活的情况下，NO开关将连接打开并且因此中断能量供给或传递。只有当NO开关被激活时，才闭合该开关并且由此建立连接。因此，为了至少两个消耗器单元的能量供给，至少一个次级能量供给开关和/或至少一个初级能量供给开关作为NO开关应被激活。因此，在至少一个次级能量供给开关和/或至少一个初级能量供给开关失效时，也可以避免不必要的能量消耗或者也可以避免过载。然而，为了在至少一个次级能量供给开关和至少一个初级能量供给开关(如果两者都存在的话)失效时可以维持至少一个消耗器单元的能量供给，至少一个次级能量供给开关也可以构造为NC开关并且至少一个初级能量供给开关也可以构造为NO开关，或者反过来。

尤其是，至少一个消耗器开关是低侧开关。

至少一个消耗器开关作为低侧开关关于能量流位于消耗器系统的下游侧。由此，消耗器开关也可以包括初级能量供给开关和次级能量供给开关的功能性。由于对消耗器开关的控制具有接地基准，消耗器开关作为低侧开关能够容易被切换。

在一种构型中，至少一个消耗器开关、至少一个次级能量供给开关、至少一个初级能量供给开关和/或至少一个另外的附加消耗器开关是高侧开关，所述至少一个另外的附加消耗器开关用于要被供给能量的至少一个附加消耗器系统的另外的可连接性。

因此，能量供给管理系统的各个部件能够通过其相应的开关直接彼此分离，而剩余的残余能量不会到达所述至少两个消耗器单元。由此，也可以避免关于能量流朝上游方向通过消耗器单元对能量供给系统的相反的不利影响。

除了使用相应的开关之外，能量供给管理系统的相应部件也可以通过所述部件的、尤其是能量供给系统的空间分隔来保护。由此，可以提高相对于单点故障(也被称为单个的失效点)的安全性。将相应的部件或者所述部件的组定位在不同部位处，可以降低如下概率：所有部件同时受到局部干扰事件(例如石头撞击、进水或者碰撞)的影响。例如，能量供给管理系统的部件可以定位在车辆纵向轴的一侧，而其他部件定位在车辆纵向轴的另一侧。替代地或者附加地，能量供给管理系统的部件可以定位在车辆前半部中，其他部件可以定位在车辆后半部中。

根据一种构型，能量供给管理系统具有监控装置，该监控装置配置为用于监控至少两个消耗器单元的至少部分相同的功能范围的功能状态。

至少两个消耗器单元的至少部分相同的功能范围的功能状态不仅涉及各个功能的可用性，还涉及所述功能在预确定的功能方面的特征。换言之，功能状态涉及目标功能范围与实际功能范围的比较。根据监控，可以例如探测至少一个消耗器单元中的一个消耗器单元的失效或者至少被减小的功能范围。监控装置可以是至少一个消耗器系统的一部分、能够与至少一个消耗器系统或至少两个消耗器单元连接的能量供给系统的一部分和/或上级的监控装置。替代地或者补充地，监控装置也可以集成到至少一个消耗器开关、至少一个次级能量供给开关、至少一个初级能量供给开关和/或至少一个另外的附加消耗器开关中，或可以构造与此有关的相应的监控功能。监控可以例如是基于传感器的和/或可以基于对功能响应行为的检查。

尤其是，能量供给管理系统配置为用于，在通过监控装置探测到在至少一个消耗器单元中至少部分相同的功能范围至少部分失效的情况下，经由能量供给系统、尤其是经由初级能量供给系统和次级能量供给系统给至少其他消耗器单元供给能量和/或激活至少其他消耗器单元的至少部分共同的功能范围。

为此，监控装置可以自行实施相应的操控功能和/或向另外的控制设备传递监控结果。与监控装置类似地，这样的控制设备又可以是至少一个消耗器系统的一部分、能够与至少一个消耗器系统或至少两个消耗器单元连接的能量供给系统的一部分和/或上级的控制设备。替代地或者补充地，控制设备也可以集成到至少一个消耗器开关、至少一个次级能量供给开关、至少一个初级能量供给开关和/或至少一个另外的附加消耗器开关中，或可以构造与此有关的相应的控制功能。

例如，至少两个消耗器单元都可以并行地被供给能量，其中，只有至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的至少部分共同的功能范围被激活，即设置为用于实施。如果探测到至少一个消耗器单元的所激活的功能范围的失效或者可用性减少，则激活至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元的至少部分共同的功能范围。对至少部分共同的功能范围的激活可以例如通过激活消耗器单元本身、即接通相应的消耗器单元实现，和/或在消耗器单元已经接通的情况下，对至少部分共同的功能范围的激活可以通过在实际功能实施的意义上的释放来实现。也可以设置，消耗器单元事先已经被接通，并且激活指的是使用消耗器单元的事先未被使用或毫无用处的输出参量。至少两个消耗器单元的并行的能量供给可以例如用于，在至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元失效的情况下通过至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元来弥补至少部分共同的功能范围，而没有延迟。由于通过至少两个消耗器单元进行的并行的能量供给，也可以将其他功能作为至少部分共同的功能范围的功能独立地实施。

在另一示例中，也由至少一个能量供给系统给至少两个消耗器单元中的仅一个消耗器单元供给能量。虽然至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元的至少部分共同的功能范围是激活的，但是需要供给用于实际的功能实施的能量。然后，通过探测到最初被供给能量的消耗器单元的至少部分共同的功能范围的至少部分失效，触发所需要的能量供给。

至少两个消耗器单元也可以分别同时被激活并且被供给能量。然后，至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的至少部分共同的功能范围的探测到的失效，可以引起对能量供给的检查和/或对至少两个消耗器单元中的其他消耗器单元的激活，以便保证至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元的能量供给和/或激活。

此外，能量供给管理系统可以配置为用于，不仅保证至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元的能量供给和/或激活，还将至少两个消耗器单元中的如下消耗器单元与线路连接部或能量供给系统分离和/或停用：对于该消耗器单元，已探测到至少部分共同的功能范围的至少部分的失效。由此，可以减少非必需的能量消耗或者也可以减少损坏风险。

在另一方面中，本发明涉及一种用于运行上述能量供给管理系统的方法，所述方法具有下述步骤：

经由能量供给系统给至少两个消耗器单元中的至少一个消耗器单元供给能量；

在至少两个消耗器单元的至少部分相同的功能范围的可用性方面监控被供给能量的至少一个消耗器单元；和

如果根据所述监控探测到至少两个消耗器单元的至少部分相同的功能范围的可用性减少或者可用性失效，则经由能量供给系统给至少两个消耗器单元的至少一个其他消耗器单元供给能量。

至少两个消耗器单元中的一个消耗器单元的至少部分相同的功能范围的可用性减少或者可用性失效，可能例如由于该消耗器单元本身的失灵、电压过高、短路或者也可能通过能量供给的中断而引起，所述中断例如由线缆断裂或者松动的插头造成。由于在能量供给中断的情况下，该中断不必然以相同的程度影响其他消耗器单元，相应的其他消耗器单元可以接管与至少部分相同的功能范围相关的功能的实施。

所述方法的优点与对与该方法相对应的能量供给管理系统的描述类似地得出，该能量供给管理系统相应地配置为用于实施所述方法步骤。相对应的能量供给管理系统的尤其在功能方面表述的特征可以单独地被视为所述方法的特征。

在另一方面中，本发明还涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有存储在机器可读的载体上的程序代码，所述程序代码用于执行上述方法。

由此，车辆能够尤其以简单的方式改装。

附图说明

下面，参考附图更详细地阐述本发明。附图具体示出：

图1示出根据本发明的一种示范性实施方式的能量供给管理系统的示意图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一种示范性实施方式的能量供给管理系统1的示意图。能量供给管理系统1具有主能量供给系统作为初级能量供给系统10和两个附加能量系统作为两个次级能量供给系统20-1、20-2，所述初级能量供给系统具有主能量供给单元作为初级能量供给单元11，所述次级能量供给系统分别具有附加能量供给单元分别作为次级能量供给单元21-1、21-2。初级能量供给系统10和两个次级能量供给系统20-1、20-2形成能量供给系统100。此外，能量供给管理系统1具有消耗器系统30，该消耗器系统具有两个消耗器单元C1、C2。在示范性实施方式中，消耗器单元C1、C2具有相同的功能范围。但是，在替代的实施方式中，消耗器单元C1、C2也可以只具有部分共同的功能范围。

从初级能量供给单元11分支出线路连接部27-1和线路连接部27-2，用于消耗器单元C1、C2的能量供给。线路连接部27-1、27-2中的每个线路连接部能够与消耗器C1、C2中的每个消耗器连接。为此，线路连接部27-1、27-2分支为相应的线路连接支路，所述线路连接支路的数量相应于消耗器单元C1、C2的数量。对于每个连接线路27-1、27-2，每个消耗器单元C1、C2分别配属有消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2，通过所述消耗器开关能够打开和闭合与相应的线路连接部27-1、27-2的相应的连接。消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2布置在能量供给系统100与相应的消耗器单元C1、C2之间。消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2是NC开关。

此外，经由线路连接部27-1还可以给另外的附加消耗器系统A1、B1供给能量，经由线路连接部27-2还可以给另外的附加消耗器系统A2、B2供给能量。另外的附加消耗器系统A1、B1、A2、B2可以为了进行能量供给而经由附加消耗器开关24-1、24-2与相应的线路连接部27-1、27-2连接并且可以与所述相应的线路连接部断开。附加消耗器开关24-1、24-2布置在能量供给系统100与相应的另外的附加消耗器系统A1、B1、A2、B2之间。附加消耗器开关24-1、24-2构造为NC开关。

消耗器单元C1、C2可以可选地经由初级能量供给系统10和/或经由次级能量供给系统20-1、20-2中的至少一个次级能量供给系统被供给能量。与此相比，在所示实施方式中，附加消耗器系统A1、B1、A2、B2可以仅可选地经由初级能量供给系统10和/或分别经由次级能量供给系统20-1、20-2中的一个次级能量供给系统被供给能量。但是，在替代的实施方式中，附加消耗器系统A1、B1、A2、B2也可以如同消耗器单元C1、C2那样可选地经由初级能量供给系统10和/或经由次级能量供给系统20-1、20-2中的至少一个次级能量供给系统被供给能量。

初级能量供给单元11经由初级能量供给开关22-1与线路连接部27-1连接，用于通过初级能量供给系统10对消耗器单元C1、C2以及附加消耗器系统A1、B1的可能的能量供给。初级能量供给开关22-1构造为NO开关，并且为了通过初级能量供给单元11经由线路连接部27-1供给能量能激活闭合。此外，如果初级能量供给开关22-1在故障情况下不再打开，则在初级能量供给单元11与初级能量供给开关22-1之间设置保险装置12-1。该保险装置这样配置，使得该保险装置首先在位于初级能量供给开关22-1的响应范围上方的范围中响应，并且因此在该初级能量供给开关失效时才导致连接断开。在一种替代的实施方式中，该保险装置也可以在能量流的方向上布置在初级能量供给开关22-1下游。此外，线路连接部27-1具有转换器26-1，该转换器在能量流的方向上布置在初级能量供给开关22-1下游，该转换器将初级供给单元11的能量(通过转换电压或者电流)转换为能够供应给消耗器C1、C2的能量。但是，在替代的实施方式中，转换器26-1也可以定位在消耗器单元C1、C2前方的其他适合的部位上。例如，转换器26-1也可以在能量流的方向上不仅位于初级能量供给单元11下游，还位于能够与该线路连接部27-1连接的次级能量供给单元21-1下游。因此，可以经由转换器26-1转换通过初级能量供给单元11能够提供的能量以及通过次级能量供给单元21-1能够提供的能量。

次级能量供给单元21-1经由次级能量供给开关25-1与线路连接部27-1连接，用于通过次级供给系统20-1对消耗器单元C1、C2以及附加消耗器系统A1、B1的可能的能量供给。次级能量供给开关25-1构造为NO开关，并且为了通过次级能量供给单元21-1经由线路连接部27-1供给能量能激活闭合。

通过初级能量供给系统11和次级能量供给系统21-2经由其他线路连接部27-2对消耗器单元C1、C2以及附加消耗器系统A2、B2的可能的能量供给表现为与经由线路连接部27-1的能量供给的描述类似。用于经由其他线路连接部27-2的可能的能量供给的相应的部件通过用x-2代替x-1来表示，仅用于进行区分。

在车辆的正常运行中，消耗器单元C1和C2经由初级能量供给系统10被供给能量，使得两个消耗器单元可以实施相同的功能范围。为此，初级能量供给开关22-1、22-2闭合并且消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2如此连接，使得消耗器单元C1经由线路连接部27-1被供给来自初级能量供给系统10的能量，并且消耗器单元C2经由线路连接部27-2被供给来自初级能量供给系统10的能量。在这种情况下，次级能量供给系统21-1、21-2不经由相应的次级能量供给开关25-1、25-2与相应的线路连接部27-1、27-2连接和/或被停用。

如果初级能量供给系统10失效，即如果不再经由初级能量供给系统提供能量，则消耗器单元C1、C2通过次级能量供给系统20-1、20-2被供给能量。为此，将相应的次级能量供给开关25-1、25-2闭合。通过初级能量供给开关22-1、22-2或者保险装置12-1、12-2来断开与初级能量供给系统10或初级能量供给单元11的连接，和/或停用初级能量供给单元11。

在这种情况下，消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2可以包含其切换状态，因为消耗器单元C1、C2的能量供给始终经由线路连接部27-1和27-2进行并且只有相应的能量源被变更(从能量供给系统10变更到次级能量供给系统20-1、20-2)。

此外，如果次级能量供给系统20-1、20-2中的一个次级能量供给系统失效，则消耗器单元C1、C2始终仍然可以经由剩余的其他能量供给系统20-1、20-2被供给能量。为此，只需要消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2的切换状态相应地变更。如果例如不能够经由线路连接部27-1、即通过次级能量供给系统20-1进行对消耗器单元C1的能量供给，则如此改变消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2的切换状态，使得消耗器单元C1与线路连接部27-2连接并且因此可以通过次级能量供给系统20-2经由线路连接部27-2实现对消耗器单元C1的能量供给。然后，因此，通过次级能量供给系统20-2经由线路连接部27-2对两个消耗器单元C1、C2进行供给。

相反，如果不再能够通过次级能量供给系统20-2进行能量供给，则如此改变消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2的切换状态，使得现在可以通过次级能量供给系统20-1经由线路连接部27-1实现对消耗器单元C2的能量供给。

但是，能量供给管理系统1不仅被保险以防初级能量供给系统10和次级能量供给系统20-1、20-2失效，而且被保险以防消耗器单元C1和C2中的一个消耗器单元失效，使得可以维持消耗器系统30在消耗器单元C1、C2的共同的功能范围方面的功能能力。为此，通过监控装置40监控消耗器单元C1、C2的共同的功能的功能状态。在一种替代的实施方式中，至少两个消耗器单元C1、C2也可以相互监控。如果一个消耗器单元C1、C2的共同的功能范围减小，则将配属于该消耗器单元的消耗器开关23C1-1、23C1-2、23C2-1、23C2-2与另外的能量供给分离并且继续运行或者激活其他消耗器单元C1、C2和/或对其供给能量。如果例如消耗器单元C1由于能量供给的失灵或者中断而失效，则能够由消耗器单元C2实施相同的功能范围。然后，开关23C2-1和23C2-2闭合。

在一种替代的实施方式中，也可以通过其他消耗器单元C1、C2仅接管功能的部分范围。如果例如通过监控装置40和/或消耗器单元C1、C2确定一个消耗器单元C1的一个或者多个功能不再可供使用，则通过相应的其他消耗器单元C2提供所述一个或者多个功能。所述监控可以例如经由可信度检查进行。在消耗器单元C1、C2的不可信的结果的情况下，由相应的其他消耗器单元C1、C2接管功能实施。

本发明不局限于所描述的实施方式。即使在上述实施方式中，在正常运行中经由初级能量供给系统10给消耗器单元C1、C2供给能量并且在初级能量供给系统10的失效时才通过次级能量供给系统20-1、20-2给消耗器单元C1、C2供给能量，在正常运行中也可以通过次级能量供给系统20-1、20-2给消耗器单元C1、C2供给能量。然后，例如又由初级能量供给系统10给次级能量供给系统20-1、20-2供给能量，以便根据通过所述次级能量供给系统提供的能量又补偿次级能量供给系统20-1、20-2的消耗。此外，不必并行地给两个消耗器单元C1、C2供给能量，而是可以给仅一个消耗器单元C1供给能量，直至要求由其他消耗器单元C1、C2接管。换言之，可以仅分别给设置为用于实施功能的消耗器单元C1、C2供给能量。

同样地，消耗器单元C1、C2可以分别仅经由次级能量供给系统20-1、20-2中的一个次级能量供给系统同时被供给能量。然后，在次级能量供给系统失效时，才接通和/或激活相应的其他能量供给系统20-1、20-2。

附图标记列表

1 能量供给管理系统

10 初级能量供给系统

11 初级能量供给单元

12-1、12-2 保险装置

20-1、20-2 次级能量供给系统

21-1、21-2 次级能量供给单元

22-1、22-2 初级能量供给开关

23-1、23-2 消耗器开关

24-1、24-2 附加消耗器开关

25-1、25-2 次级能量供给开关

26-1、26-2 转换器

27-1、27-2 线路连接部

30 消耗器系统

40 监控装置

100 能量供给系统

A1、A2、B1、B2 附加消耗器系统

C1、C2 消耗器单元

Claims (17)

1.一种用于车辆的能量供给管理系统(1)，所述能量供给管理系统具有：

至少一个能量供给系统(100)，所述能量供给系统具有至少一个能量供给单元(11，21-1，21-2)；和

至少一个消耗器系统(30)，所述消耗器系统具有至少两个消耗器单元(C1，C2)，所述消耗器单元能够分别经由所述能量供给系统(100)被供给能量，

其中，所述至少两个消耗器单元(C1，C2)具有至少部分相同的功能范围。

2.根据权利要求1所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述能量供给系统(100)具有：

至少一个初级能量供给系统(10)，所述初级能量供给系统具有至少一个初级能量供给单元(11)；和

至少一个次级能量供给系统(20-1，20-2)，所述次级能量供给系统具有至少一个次级能量供给单元(21-1，21-2)，

其中，所述至少两个消耗器单元(C1，C2)能够分别经由所述至少一个初级能量供给系统(10)和至少所述次级能量供给系统(20-1，20-2)被供给能量。

3.根据权利要求1或者2所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述至少相同的功能范围至少具有所述至少两个消耗器单元的所有安全相关的和安全关键的功能或者所述至少两个消耗器单元的功能范围的所有安全关键的功能。

4.根据权利要求2或者3所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述能量供给系统(100)具有至少两个次级能量供给系统(20-1，20-2)，所述次级能量供给系统分别构造为用于给所述至少两个消耗器单元(C1，C2)中的至少相同的消耗器单元进行供给，使得所述至少两个消耗器单元(C1，C2)能够经由所述至少两个次级能量供给系统(20-1，20-2)中的每个次级能量供给系统被供给能量。

5.根据权利要求4所述的能量供给管理系统，其中，所述至少两个消耗器单元(C1，C2)能够经由所述至少两个次级能量供给系统(20-1，20-2)中的每个次级能量供给系统以选择的方式被供给能量。

6.根据上述权利要求中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述至少一个能量供给单元(11，21-1，21-2)与所述能量供给系统(100)的一个或者多个用于能量供给的输出端已连接或者能够连接，尤其是，所述至少一个次级能量供给单元(21-1，21-2)与所述次级能量供给系统(20-1，20-2)的一个或者多个用于能量供给的输出端已连接或者能够连接。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述消耗器单元(C1，C2)能够经由至少一个线路连接部(27-1，27-2)通过所述初级能量供给系统(10)和所述次级能量供给系统(20-1，20-2)被供给能量，并且所述消耗器单元(C1，C2)分别经由至少一个消耗器开关(23C1-1，23C1-2，23C2-1，23C2-2)和/或至少一个保险装置能够为了通过所述初级能量供给系统(10)和所述次级能量供给系统(20-1，20-2)进行能量供给而与所述线路连接部(27-1，27-2)连接并且能够与所述线路连接部(27-1，27-2)断开。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述消耗器单元(C1，C2)能够经由至少一个线路连接部(27-1，27-2)通过所述初级能量供给系统(10)和所述次级能量供给系统(20-1，20-2)被供给能量，并且所述至少一个次级能量供给系统(20-1，20-2)和/或所述至少一个次级能量供给单元(21-1，21-2)经由至少一个次级能量供给开关(25-1，25-2)和/或至少一个保险装置能够为了对所述消耗器单元(C1，C2)的能量供给而与所述线路连接部(27-1，27-2)连接并且能够与所述线路连接部(27-1，27-2)断开。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述消耗器单元(C1，C2)能够经由至少一个线路连接部(27-1，27-2)通过所述初级能量供给系统(10)和所述次级能量供给系统(20-1，20-2)被供给能量，并且所述至少一个初级能量供给系统(10)和/或所述至少一个初级能量供给单元(11)经由至少一个初级能量供给开关(22-1，22-2)和/或至少一个保险装置(12-1，12-2)能够为了对所述消耗器单元(C1，C2)的能量供给而与所述线路连接部(27-1，27-2)连接并且能够与所述线路连接部(27-1，27-2)断开。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，至少所述至少一个消耗器开关(23C1-1，23C1-2，23C2-1，23C2-2)是NC开关。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，至少所述至少一个次级能量供给开关(25-1，25-2)和/或所述至少一个初级能量供给开关(22-1，22-2)是NO开关。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，至少所述至少一个消耗器开关(23C1-1，23C1-2，23C2-1，23C2-2)是低侧开关。

13.根据权利要求7至11中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述至少一个消耗器开关(23C1-1，23C1-2，23C2-1，23C2-2)、所述至少一个次级能量供给开关(25-1，25-2)、所述至少一个初级能量供给开关(22-1，22-2)和/或至少一个另外的附加消耗器开关(24-1，24-2)是高侧开关，所述至少一个另外的附加消耗器开关用于要被供给能量的至少一个附加消耗器系统(A1，B1，A2，B2)的另外的可连接性。

14.根据上述权利要求中任一项所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述能量供给管理系统(1)具有监控装置(40)，所述监控装置配置为用于监控所述至少两个消耗器单元(C1、C2)的至少部分相同的功能范围的功能状态。

15.根据权利要求14所述的能量供给管理系统(1)，其中，所述能量供给管理系统(1)配置为用于，在通过所述监控装置(40)探测到在所述至少一个消耗器单元(C1，C2)中所述至少部分相同的功能范围至少部分失效的情况下，经由所述能量供给系统(100)、尤其是经由所述初级能量供给系统(10)和所述次级能量供给系统(20-1，20-2)给至少其他消耗器单元(C1，C2)供给能量和/或激活所述至少其他消耗器单元的至少部分共同的功能范围。

16.一种用于运行根据上述权利要求中任一项所述的能量供给管理系统(1)的方法，所述方法具有下述步骤：

经由能量供给系统(100)给至少两个消耗器单元(C1，C2)中的至少一个消耗器单元供给能量；

在所述至少两个消耗器单元(C1，C2)的至少部分相同的功能范围的可用性方面监控被供给能量的至少一个消耗器单元(C1，C2)；和

如果根据所述监控探测到所述至少两个消耗器单元(C1，C2)的至少部分相同的功能范围的可用性减少或者可用性失效，则经由所述能量供给系统(100)给所述至少两个消耗器单元(C1，C2)中的至少一个其他消耗器单元供给能量。

17.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有存储在机器可读的载体上的程序代码，所述程序代码用于执行根据权利要求16所述的方法。