KR20060013662A - 차량용 전력 및 통신 구조 - Google Patents

차량용 전력 및 통신 구조 Download PDF

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KR20060013662A
KR20060013662A KR1020057021857A KR20057021857A KR20060013662A KR 20060013662 A KR20060013662 A KR 20060013662A KR 1020057021857 A KR1020057021857 A KR 1020057021857A KR 20057021857 A KR20057021857 A KR 20057021857A KR 20060013662 A KR20060013662 A KR 20060013662A
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

전력, 그라운드 및 통신 구조(100)는 허브들(105, 110, 115)을 사용한다. 허브(105, 110, 115) 각각은 계산, 통신 및 전력 관리 소자들(135, 140)을 포함한다. 허브들(105, 110, 115)은 자유형 웹형 배열 내의 통신 및 전력을 분배하기 위해 다수의 다른 허브들(105, 110, 115)에 결합할 수 있고, 특정 트리, 버스 또는 스타 배열들은 필요하지 않다. 표준화된 유선 하니스 세그먼트들(120)은 허브들(105, 110, 115)을 연결하고 소자들을 제어하기 위해 사용된다. 상기 웹 내의 스트랜드들(strands) 각각은 독립적인 포인트-투-포인트(point-to-point) 버스 및 분리된 전력 라인일 수 있다.
차량, 전력, 통신, 하니스, 컨덕터

Description

차량용 전력 및 통신 구조{POWER AND COMMUNICATION ARCHITECTURE FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량들 특히 차량용 전력 및 통신 구조에 관한 것이다.
차량 제작자들은 정보를 공유하고 잠시동안 제어를 분배하기 위해 제어기들 사이에서 직렬 통신(멀티플렉싱)을 사용해오고 있다. 그렇게 함으로써 현대의 차량들에서 요구되는 안락하고, 편안하며, 안전한 특징들을 구현하기 위해 필요한 차량의 배전 시스템(electrical distribution system; EDS)에서 교차-차량 신호 배선의 양이 상당히 줄어든다.
그러나, 이러한 것들이 EDS의 전력 및 그라운드 분배 부분을 단순화하기 위해서는 많이 행해지지 않았다. 배터리들 및 교류발전기들(전력 소스들)이 일반적으로 차량에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 전력을 분배하기 위해, 전력 소스의 포지티브측은 차량의 엔진실 또는 승객실에 위치되는 퓨즈 블록들에 접속된다. 퓨즈 블록들은 디바이스들, 예컨대 액츄에이터들, 센서들 및 제어 소자들에 전력 공급을 위한 분배 포인트들로서 작용한다. 퓨즈 블록들은 또한 전력 공급에 대한 보호 디바이스들, 회로 차단기들 및 퓨즈들을 수용(house)한다. 전력 소스의 마이너스측은 종종 모든 능동 소자들로부터의 그라운드 복귀 경로로서 작용하는 차량의 금속 컴포넌트들(차체, 섀시, 엔진 블록 등)에 접속된다.
원하는 특징들을 구현하기 위한 차량 내 디바이스들의 제어는 기능에 따라 또는 위치(엔진, 네비게이션, 승객 좌석, 운전자 좌석, 문 등)에 따라 제어기들로 분할된다. 구역들 각각의 제어기는 공유된-액세스 직렬 버스를 사용하여 다른 제어기들과 정보를 공유한다. 버스는 일반적으로 J1850, CAN, MOST와 같은 산업 표준을 따른다. 다수의, 독립적 버스들이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 제어기들 중 하나는 비호환적 버스들 사이의 정보를 위한 게이트웨이로서 동작한다. 차량의 각각의 제작법 및 모델은 제어기들 및 디바이스들의 고유 컬렉션을 갖는 경향이 있다. 차량 제품은 또한 독점적인 직렬 버스들을 사용하는 경향이 있다. 결과적으로, 각각의 차량의 EDS는 고유하게 설계되었다. 직렬 버스들을 사용함으로써 많은 신호 배선들이 절약되었을지라도, 전력 및 그라운드 분배가 양호하게 이루어진 경우에는 EDS의 효율성을 개선할 다른 기회가 존재한다.
대안적인 구조는 차량을 지리적 구역들로 분할하고, 상기 구역에 모든 특징들에 대한 단일 제어기를 배치하는 아이디어를 도입한다. 상기 구조는 또한 차량의 국부화된 영역들의 상호접속들의 수를 감소시키기 위해 스마트 주변장치(smart peripheral)의 개념을 포함할 수 있다. 스마트 주변장치들은 정보를 센서로부터 구역 제어기로 중계(relay)하기 위해 또는 구역 제어기로부터 액츄에이터 명령들을 수신하기 위해 LIN과 같은 단순 직렬 통신 버스들을 사용한다. 구역 제어기들은 또한 스마트 주변장치들에 대한 전력 및 그라운드 분배 포인트들로서 동작한다.
다른 대안적 구조는 차량의 다양한 구역들에 위치될 수 있는 접합 블록을 통 합한다. 접합 블록은 입력 및 출력 디바이스들을 인터페이스하기 위해 사용되는 작은 디바이스들에 전력, 그라운드 및 통신용 기계적, 전기적 접속 포인트를 제공한다. 접합 블록은 또한 작은 접속된 디바이스들을 위한 과도 전류 보호 디바이스들 및 시스템 내의 다른 레벨들에 분배된 다중 전력 소스들을 제공한다.
가용성의 소자들을 제공하는 기존의 전력, 그라운드 및 제어 분배 구조들은 여전히 차량 특정 유선 하니스(harness)들 및 견고한 전력 분배 구조 및 제어를 필요로 한다. 더욱이, 이러한 기존의 구조들은 국부화된 영역들의 신호 배선 복잡성을 해결하지 못했다. 따라서, 차량의 국부화된 영역들에도 적용될 수 있는 전체 차량을 위한 가용적인 전력, 그라운드 및 제어 분배 구조가 요구된다.
본 명세서는 폭넓은 설명을 위해 여러 실시예들을 기술할 것이다. 참조는 또한 첨부 도면들에 대해서도 이루어진다.
도 1은 통신 및 전력 분배 구조의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 노드의 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 다른 노드의 개략도.
도 4는 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 노드의 상세도.
도 5는 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조에서의 사용을 위한 전력 제어 회로의 회로도.
도 6은 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 유선 하니스의 개략도.
도 7은 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 대안적 유선 하니스 부분의 개략도.
도 8은 도 1에 도시된 통신 및 전력 분배 구조의 다른 유선 하니스 부분의 개략도.
도 9는 도 6에 도시된 유선 하니스와 함께 도시된 커넥터의 개략도.
도 10은 도 9에 도시된 커넥터의 공동 포(cavity foe)의 개략도.
도 11은 도 6에 도시된 유선 하니스와 함께 도시된 커넥터의 개략도.
도 12는 도 9에 도시된 커넥터의 공동 포의 개략도.
도 13은 도 6에 도시된 유선 하니스와 함께 도시된 커넥터의 개략도.
도 14는 도 9에 도시된 커넥터의 공동 포의 개략도.
도 15는 레거시 전력, 그라운드 및 통신 구조와 함께 통합된 통신 및 전력 분배 구조의 개략도.
도 16은 구역 제어기들을 포함하는 레거시 전력, 그라운드 및 통신 구조와 함께 통합된 통신 및 전력 분배 구조의 개략도.
도 17은 전력, 그라운드 및 통신 구조를 구성하는 방법을 도시하는 흐름도.
전력, 그라운드 및 통신 구조는 구역 제어기들 및 퓨즈 블록들의 위치에서 허브(hub)들을 사용한다. 상기 구조는 특히 자동차 및 트럭들과 같은 차량들에서의 사용을 위해 적용될 수 있지만, 다양한 다른 어플리케이션들에도 사용될 수 있다. 각각의 허브는 계산, 통신 및 전력 분배 소자들을 포함한다. 허브들은 자유 형, 웹형 배열 내의 통신 및 전력을 분배하기 위해 다수의 다른 허브들에 접속될 수 있다. 특정 트리, 버스 또는 스타 배열들이 필요하지 않다. 표준화된 유선 하니스 세그먼트들은 허브들을 연결하고 소자들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
웹 내의 스트랜드들(strands) 각각은 독립적인 포인트-투-포인트(point-to-point) 버스 및 분리된 전력 라인으로 고려될 수 있다. 허브들 각각은 특징들뿐만 아니라 예컨대 패킷 라우터들, 회로 스위치들 등의 시그널링 디바이스들 및 통신 및 전력 분배를 위해 필요한 전력 보호 디바이스들을 구현하는 계산 능력을 포함할 수 있다. 전력 분배 구조는 확장된 장애 관리(fault management) 및 통신을 제공하는 시그널링 네트워크의 지능 및 통신 능력과 연결될 수 있다. 전력 분배 및 시그널링 네트워크는 전력 분배 매체를 모니터하고 장애들을 검출 및 진단하며 이러한 정보를 전력 분배 네트워크의 다른 영역들 및 다른 제어기들에 전달하기 위해 협력하도록 적용될 수 있다. 구조의 웹형 배열은 전력 장애시에 수리가 이루어지도록 동적 재배열을 잠재적으로 허용한다.
하기 설명이 본 발명의 다수의 다른 실시예들을 상세히 설명할지라도, 본 발명의 법적 범위는 본 특허의 마지막 부분에서 설명하는 청구범위의 단어들에 의해 규정된다는 것을 이해해야 한다. 상세 설명은 모든 가능한 실시예들이 실제적이지 않을 수 있기 때문에, 무리가 없다면 본 발명의 모든 가능한 실시예를 설명하지 않고 예시적으로만 해석된다. 다수의 대안적 실시예들이, 본 발명을 규정하는 청구범위 내에 포함되는 종래 기술 또는 본 특허의 출원일 이후 개발된 기술을 사용하여 구현될 수 있다.
문장 "본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ' '는 이로써 ...로 규정된다(As used herein, the term ' ' is hereby defined to mean ...)" 또는 유사한 문장을 사용하여 본 특허에서 표현적으로 규정되지 않는 한, 용어의 의미를 표현적으로 또는 함축적으로 명료한 또는 일반적인 의미 이상으로 제한하려는 의도가 없고, 상기 용어는 (청구범위의 언어 이외의) 본 특허의 어떠한 섹션의 어떠한 문장에 기초하는 범위로 제한되도록 해석되지 않는다. 본 특허의 마지막 부분의 청구범위에서 기술된 어떠한 용어가 본 특허에서 단일 의미로 일관성 있게 나타내는 것은 독자들이 혼란스럽지 않도록 명쾌함을 위해 이루어지고, 상기 청구범위 용어가 상기 단일 의미에 대해 함축적으로 제한되도록 의도되지 않는다. 마지막으로, 청구범위 소자가 어떠한 구조의 설명 없이 단어 "수단(means)" 및 구조를 기술함으로써 규정되지 않는한, 어떠한 청구범위 소자의 범위가 출원 35 U.S.C. §112, 여섯 번째 문단에 기초하여 해석되는 것을 의도하지 않는다.
도 1은 다수의 허브들(105, 110 및 115)을 포함하는 차량(10) 내의 전력, 그라운드 및 통신 구조(100)를 도시한다. 허브들(105, 110 및 115)은 웹형 구조의 표준화된 유선 하니스 세그먼트들에 의해 연결된다. 다수의 유선 하니스 세그먼트들이 도 1에 도시되고 허브들(105, 110 및 115)을 상호접속하기 위해 사용되지만, 단지 하나가 유선 하니스 세그먼트(120)로서 도시된다. 본 설명 전체에서, 단수 또는 복수로 유선 하니스 세그먼트(120)를 언급하는 것은, 허브들(105, 110 및 115)을 상호접속하기 위해 사용되는 하나 이상의 유선 하니스 세그먼트들을 나타낸다. 상기 구조는 또한 배터리들(125, 130)과 같은 다수의 전력 소스들을 포함한 다. 발전기/교류발전기들, 커패시터들, 연료 셀들 또는 대안적 전력 소스들과 같은 부가적 전력 소스들이 상기 구조(100)에서 사용될 수 있다. 전력 소스들의 특정 유형들은 구조(100)의 구성 또는 기능에 대해 결정적이지 않다. 허브들(105, 110 및 115)은 부가적 유선 하니스 세그먼트들(120)을 통해 차량(10) 내의 하나 이상의 허브들(105, 110 및 115) 및 디바이스들에 결합하도록 구성되고, 그 중 하나가 디바이스(132)로서 도시된다. 디바이스들의 특정 유형들은 또한 구조(100)의 구성 또는 기능에 대해 결정적이지 않고, 센서들, 액츄에이터들, 제어기들 등과 같이 차량 내에서 발견되는 일반적 디바이스들이 허브들에 결합될 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 허브들(105, 110 및 115) 각각은 내부 메모리 또는 중심적 지능을 제공하는 관련 메모리에 저장된 제어 프로그램을 포함하는 프로세서(135) 및 전력 관리기(140)를 가질 수 있다. 허브들(105, 110 및 115)은 다양한 포트들(145, 150)과 함께 구성될 수도 있다. 포트들(145)은 허브를 다른 허브와 상호접속하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 허브(105)는 먼저 다른 허브들에 상호접속하도록 구성되고 네 개의 포트들(145)과 함께 구성된다. 포트들(150)은 허브를 차량 내의 디바이스와 상호접속하기 위해 구성된다. 허브(110)는 다른 허브들과 상호접속하고 디바이스들(132)을 웹형 구조(100)에 상호접속하기 위해 구성된다. 이와 관련하여, 허브(110)는 다른 허브들과의 상호접속을 위한 하나 이상의 포트들(145) 및 디바이스들(132)과의 상호접속을 위한 하나 이상의 포트들(150)을 포함할 수 있다. 물론, 단일 포트 구성이 허브들(105, 110 및 115)의 접속에서 허브-대-허브 및 허브-대-디바이스를 접속하기 위해 사용 될 수 있다. 각각의 구성에서, 허브들(105, 110 및 115)은 허브-대-허브 접속을 위해 유선 하니스 세그먼트(120)의 단부와 일치(mate)되도록 구성된 적어도 하나의 커넥터 공동(connector cavity)을 가질 것이다.
도 4를 참조하면, 허브(105)가 확대되어 상세히 도시된다. 허브(105)의 동작 및 구성의 설명은 예시적으로 허브들(110, 115)에 대해 적용가능하다. 포트들(145) 각각은 전력 컨덕터 핀(155), 그라운드 컨덕터 핀(160) 및 제 1 및 제 2 신호 컨덕터 핀(165, 170)을 포함한다. 도시되지 않았지만, 포트들(150)은 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 신호 컨덕터들을 수용하도록 유사하게 구성될 수 있다. 전력 컨덕터 핀들(155) 각각은 대응하는 전력 관리기(175)에 결합되고, 전력 관리기(175)로부터 공통 포인트 또는 전력의 소스(180)에 결합된다. 전력 관리기(175)는 전력 장애의 검출에 따라 대응하는 포트(145)에 결합된 유선 하니스 세그먼트(120)로부터 허브(105)를 결합해제(disconnect)할 수 있다. 전력 관리기(175)는 또한 전력 관리기들(175)의 각각에 결합된 제어 소자(185)와 같이, 국부적 또는 중앙 제어 소자의 방향에서 허브(105)를 유선 하니스 세그먼트(120)로부터 결합해제할 수 있다. 포트들(145)의 그라운드 핀들(160)은 허브(105)의 동작가능 컴포넌트들이 접속되는 공통 그라운드 구조에 상호접속된다.
허브(105)는 패킷 라우터(190)를 더 포함할 수 있다. 송수신기 기능이 라우터(190) 또는 허브(105)의 다른 소자에 포함될 수 있을지라도, 신호 컨덕터 핀들(165, 170) 각각은 또한 컨덕터 핀들(165, 170)과 패킷 라우터(190) 사이의 신호들을 통신하기 위한 패시브 송수신기(195)에 결합될 수 있다. 허브(105)는 노드의 일반적 동작을 수행하기 위한 일반적 처리 능력(200)을 더 포함하고, 패킷 라우터(190)의 제어를 제공하며, 그렇지 않다면 본 명세서에 설명되는 허브(105)의 기능성을 구현할 수 있다.
도 5는 패시브 전력 관리기 디바이스, 예컨대 패시브 전력 관리기(175)로서 사용될 수 있는 회로(205)를 도시한다. 회로는 커넥터(210)를 통해 노드(105, 110, 115) 사이에, 커넥터(215)를 통해 대응하는 유선 하니스 세그먼트(120)에, 커넥터(220)를 통해 그라운드에 결합될 수 있다. 도시되는 바와 같이 회로(205)는 허브로부터의 전압 입력/출력을 관리하고 전력 장애들에 대해 허브를 보호하기 위해 두개의 스마트 필드-효과 트랜지스터들(field-effect transistors; FET들)(221) 및 다이오드들의 쌍(223)을 포함한다.
전력 관리기(175)는 다수의 전력 레벨들에서 입력들 및 출력들을 관리 및 제어하기 위해 특정 또는 일반적 목적의 처리 능력의 방식에 의해 부가된 지능을 가질 것으로 예상된다. 전력 관리기(175)에 대한 이러한 구성은 다양한 전류 또는 전압 레벨들의 구조(100) 전력 소스들에 결합되도록 한다. 특정 어플리케이션들에서의 낮은 전류 레벨들의 사용은 특정 유선 하니스 세그먼트들(120)에서 컨덕터들의 감소된 크기를 고려할 수 있다. 따라서, 전력 관리기(175)는 정확한 전력(전압 및 전류) 레벨로 디바이스에 제공되도록 디바이스들에 접속된 허브들로부터의 전력의 분배를 관리한다. 차량 내의 다양한 디바이스들, 센서들 및 액츄에이터들에 전력을 공급하는 것에 대해 12 볼트와 42 볼트 사이의 전압들이 공통이지만, 구동 트레인 어플리케이션들은 300 볼트만큼 높거나 이를 초과하는 높은 전압을 필요로 할 수 있다. 전력 관리기(175)는 이러한 범위로 전압들을 관리하도록 적용될 수 있다.
도 6과 함께 다시 도 1을 참조하면, 유선 하니스 세그먼트들(120)은 전력 컨덕터(225), 그라운드 컨덕터(230) 및 제 1 및 제 2 신호 컨덕터들(235, 240)을 포함할 수 있다. 전력, 그라운드 및 신호 컨덕터들(225 내지 240) 각각은 커넥터들(245, 250)로 끝나는(terminate) 각각의 단부들을 갖는다. 커넥터들(245, 250)은 메일(male) 커넥터들, 즉 핀들 또는 피메일(female) 커넥터들, 즉 공동들로서 구성될 수 있다. 커넥터들(245, 250) 중 하나는 허브(105, 110 및 115)의 대응하는 포트에 결합하는 동시에, 커넥터들 중 다른 하나는 다른 허브 또는 디바이스 중 어느 하나에 결합하도록 구성될 수 있다. 구조(100) 내의 표준화 유선 세그먼트들의 일관된 어플리케이션을 허용하기 위해, 커넥터들(245, 250) 모두가 메일 또는 피메일이 되는 동시에 포트들(145, 150) 및 디바이스 포트들 모두는 이에 대응하여 상반된다. 유선 하니스 세그먼트(120)가 두개의 신호 컨덕터들을 포함하는 것으로 도시되지만, 다수의 신호 컨덕터들이 사용될 수 있다. 더욱이, 신호 컨덕터들은 유선일 필요 없이, 광섬유, 동축 케이블 또는 어떠한 다른 적절한 신호 컨덕팅 매체가 될 수 있다. 따라서, 두개의 신호 컨덕터들(235, 240)은 단일 또는 다중 광섬유 표준들일 수 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 전력 및 그라운드 컨덕터들(225, 230)은 특정 전류 레벨을 운반하도록 선택될 수 있는 제 1 게이지를 가질 수 있거나, 컨덕터들(225, 230)은 사전-선택된 표준 크기일 수 있다. 도 9를 참조하여, 대응하는 커넥 터들(245, 250)은 적절한 전기 커넥터들(도시되지 않음), 및 전력 및 그라운드 컨덕터들(225, 230)에 대응하도록 크기조정된(sized) 공동들(255, 260)을 포함한다. 부가하여, 커넥터들(245, 250)의 바디(body)는 높이 h를 갖는 숄더들(shoulders)(265, 270)과 함께 구성된다. 숄더(265, 270)의 구성은 특정 전류 레벨에서의 사용을 위해 구성된 유선 하니스 세그먼트들이 부정확한 전류 레벨에서 사용되지 않는 것을 보장하는 메커니즘을 제공한다. 즉, 다양한 다른 커넥터 구성들은 허브들, 디바이스들 및 하니스들을 부정확하게 결합하는 것을 방지하고, 적절한 하니스가 주어진 전류 어플리케이션을 위해 사용되는 것을 보장한다.
도 10은 유선 하니스 세그먼트(120)가 커넥터들(245, 250)을 통해 결합되도록 허브 또는 디바이스상에 제공될 수 있는 공동(275)을 도시한다. 공동은 전력 핀(280), 그라운드 핀(285) 및 신호 핀들(290, 295)을 포함하도록 형성된다. 공동은 또한 숄더들(265, 270)을 각각 수납하도록 크기조정된 리세스들(recesses)(300, 305)로 형성된다.
도 7 및 도 11은 커넥터(245')를 포함하는 유선 하니스 세그먼트(120') 부분을 도시한다. 도 12는 커넥터(245')를 수용하기 위한 공동(255')을 도시한다. 유선 하니스 세그먼트(120')는 제 2 전류 용량을 위해 크기조정된다. 이와 관련하여, 전력 컨덕터(225') 및 그라운드 컨덕터(230')는 낮은 전압에서의 높은 전류 운반 요구를 위해 두꺼운 게이지를 가질 수 있다. 대응하는 전력 공동(255') 및 그라운드 공동(260')은 또한 두꺼운 게이지 컨덕터들을 수용하도록 확대되고, 전력 핀(280') 및 그라운드 핀(285')이 또한 확대된다. 도 9 및 도 10에 도시된 커넥터 (245) 및 공동(255)과 비교하여, 숄더들(265', 270')은 작은 리세스들(300', 305')과 맞물리도록(engage) 다르게 크기조정된다.
도 8 및 도 13은 커넥터(245")를 포함하는 유선 하니스 세그먼트(120") 부분을 도시한다. 도 14는 커넥터(245")를 수용하기 위한 공동(255")을 도시한다. 유선 하니스 세그먼트(120")는 제 2 전류 용량, 예를 들어 12 볼트를 위해 크기조정된다. 이와 관련하여, 전력 컨덕터(225") 및 그라운드 컨덕터(230")는 낮은 전압에서의 높은 전류 운반 요구를 위해 두꺼운 게이지일 수 있다. 대응하는 전력 공동(255") 및 그라운드 공동(260")은 또한 두꺼운 게이지 컨덕터들을 수용하도록 확대되고, 전력 핀(280') 및 그라운드 핀(285')이 또한 확대된다. 도 9 및 도 10에 도시된 커넥터(245) 및 공동(255)과 비교하여, 숄더들(265", 270")은 작은 리세스들(300", 305")과 맞물리도록 다르게 크기조정된다.
숄더들(265, 270) 및 대응하는 리세스들(300, 305)의 크기들을 변경하는 것에 대해 논의되는 동안, 커넥터들 및 공동들의 다양한 다른 특징들은 적절한 크기의 유선 하니스 세그먼트들(120)이 전류 어플리케이션을 위해 사용되는 것을 보장하기 위해 변경될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
도 15를 참조하면, 차량(20)은 통상의 구성을 갖는 전력, 그라운드 및 통신 구조(310)를 포함한다. 즉, 전력 소스, 배터리들(315, 320)은 전력을 퓨즈 블록들(325, 330)에 공급하고, 그로부터 컨덕터들(335)의 네트워크를 통해 분배된다. 네트워크(335)는 전력을 계산 리소스들(345)과 같은, 차량내의 다양한 전력 소비 디바이스들에 전달하기 위한 다수의 컨덕터들을 포함하고, 그 중 하나는 컨덕터(340) 로서 도시된다. 허브들(105, 110 및 115)과 유사하게 구성될 수 있는 다수의 허브들(350)은 네트워크(335)에 결합된다. 시그널링 네트워크(355)는 계산 리소스들(345) 및 허브들(350)을 결합한다. 다음으로 허브들(350)은 표준화된 유선 하니스 세그먼트들(360)을 통해 전력 및 시그널링을 디바이스들에 결합하고, 그 중 하나는 디바이스(365)로서 도시된다. 이러한 방식으로, 전력 및 시그널링을 디바이스들에 분배하는 허브들 및 표준화된 유선 하니스 세그먼트들의 이점은 레거시 전력 분배 구조에서 사용될 수 있다.
도 16은 통상의 구성을 갖는 전력, 그라운드 및 통신 구조(310')를 포함하는 차량(30)을 도시한다. 즉, 전력 소스, 배터리들(315', 320')은 전력을 퓨즈 블록들(325', 330')에 공급하고, 그로부터 컨덕터들(335')의 네트워크를 통해 분배된다. 네트워크(335')는 전력을 계산 리소스들(345') 및 구역 제어기들(370)과 같은, 차량내의 다양한 전력 소비 디바이스들에 전달하기 위한 다수의 컨덕터들을 포함하고, 그 중 하나는 컨덕터(340')로서 도시된다. 허브들(105, 110 및 115)과 유사하게 구성될 수 있는 다수의 허브들(350')은 네트워크(335')에 결합된다. 시그널링 네트워크(355')는 계산 리소스들(345), 구역 제어기들(370) 및 허브들(350')을 결합한다. 다음으로 허브들(350')은 표준화된 유선 하니스 세그먼트들(360')을 통해 전력 및 시그널링을 디바이스들에 결합하고, 그 중 하나는 디바이스(365')로서 도시된다. 이러한 방식으로, 전력 및 시그널링을 디바이스들에 분배하는 허브들 및 표준화된 유선 하니스 세그먼트들의 이점은 레거시 전력 분배 구조에서 사용될 수 있다.
도 17은 차량 내에서 구조(100)와 같은 전력 및 통신 구조의 구성 방법(400)을 도시한다. 다수의 허브들은 기능적 또는 지리적 위치들로 차량 내에 배치된다(402). 다음으로, 허브들은 다수의 표준화된 유선 하니스 세그먼트들을 사용하는 웹형 구조에서 상호접속된다(404). 표준화된 유선 하니스 세그먼트들은 유선 하니스 세그먼트들(120)일 수 있고, 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 신호 컨덕터를 포함할 수 있다. 다음으로 디바이스는 표준화된 유선 하니스 세그먼트를 사용하여 웹형 구조에 접속된다(406).
본 발명의 다른 변경들 및 대안적 실시예들이 상기 설명의 관점에서 당업자들에게 명백해질 것이다. 본 설명은 단지 설명적으로 구성되는 것이고, 본 발명을 최상의 모드로 수행하도록 당업자들에게 설명하기 위한 것이다. 구조 및 방법의 상세들은 실질적으로 본 발명의 의도를 벗어나지 않게 변화될 수 있고, 첨부된 청구범위 내에서 비롯되는 모든 변경들의 배타적 사용은 제한된다.

Claims (10)

  1. 차량용 전력 및 통신 구조에 있어서,
    상기 차량 내의 다양한 위치들에 배치된 다수의 허브들(hubs)로서, 상기 허브들 각각은 전력 관리기 및 제어기를 갖고, 다른 허브 또는 디바이스에 결합하기 위한 적어도 하나의 포트를 갖는, 상기 허브들;
    상기 다수의 허브들과 상호접속된 다수의 유선 하니스 세그먼트들(wire harness segments)로서, 상기 유선 하니스 세그먼트들 각각은 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 적어도 하나의 신호 컨덕터를 갖고, 상기 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 적어도 하나의 신호 컨덕터는 각각의 단부에서 커넥터에 고정(secure)되며, 상기 적어도 하나의 포트는 상기 커넥터를 수용하는 크기로된(sized), 상기 유선 하니스 세그먼트들; 및
    상기 다수의 유선 하니스 세그먼트들 중 하나의 유선 하니스 세그먼트에 의해 상기 다수의 허브들 중 하나의 허브에 결합된 제 1 전력 소스를 포함하고,
    상기 다수의 유선 하니스 세그먼트들 중 적어도 하나는 리던던트(redundant)인, 차량용 전력 및 통신 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유선 하니스 세그먼트들은 표준화된 유선 하니스 세그먼트들을 포함하는, 차량용 전력 및 통신 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전력 소스의 제 1 전압과 다른 제 2 전압을 갖고, 상기 다수의 허브들 중 하나에 결합된 제 2 전력 소스를 더 포함하는, 차량용 전력 및 통신 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 관리기는 상기 허브의 전압 입력 및 전압 출력을 약 12 볼트부터 약 42 볼트까지의 전압 범위로 관리하도록 구성되는, 차량용 전력 및 통신 구조.
  5. 표준화된 차량 유선 하니스 세그먼트에 있어서,
    직류 전기를 약 12 볼트부터 약 42 볼트까지의 전압 범위로 효율적으로 전도하도록 크기조정되는 전력 컨덕터;
    그라운드 컨덕터; 및
    신호 컨덕터를 포함하고,
    상기 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 신호 컨덕터 각각은 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단부들은 제 1 커넥터에 고정되고, 상기 제 2 단부들은 제 2 커넥터에 고정되는, 차량 유선 하니스 세그먼트.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 신호 컨덕터 각각은 이산 컨덕터 길이들의 그룹으로부터 선택된 길이를 갖는, 차량 유선 하니스 세그먼트.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 상기 표준화된 차량 유선 하니스 세그먼트의 지정된 전압 운반 용량에 대응하는 적어도 하나의 구조적 형태를 갖는, 차량 유선 하니스 세그먼트.
  8. 차량 내의 전력 및 통신 구조를 구성하는 방법에 있어서,
    상기 차량에 다수의 허브들을 배치하는 단계;
    전력 컨덕터, 그라운드 컨덕터 및 신호 컨덕터를 포함하는 다수의 표준화된 유선 하니스 세그먼트들을 사용하여 웹형 구조로 상기 다수의 허브들을 상호접속하는 단계; 및
    상기 표준화된 유선 하니스 세그먼트를 사용하여 적어도 하나의 차량 디바이스를 상기 웹형 구조에 상호접속하는 단계를 포함하는, 전력 및 통신 구조 구성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 표준화된 유선 하니스 세그먼트를 사용하여 제 1 전력 소스를 상기 웹형 구조에 상호접속하는 단계를 포함하는, 전력 및 통신 구조 구성 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 표준화된 유선 하니스 세그먼트를 사용하여 상기 제 1 전력 소스와는 다른 제 2 전력 소스를 상기 웹형 구조에 상호접속하는 단계를 포 함하는, 전력 및 통신 구조 구성 방법.
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