WO2023285112A1

WO2023285112A1 - Energieversorgungsmanagementsystem für ein fahrzeug, verfahren für einen betrieb des energiemanagementsystems und computerprogrammprodukt zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: WO2023285112A1
Application number: PCT/EP2022/067450
Authority: WO
Inventors: Huba Nemeth; Oliver Jundt; Jens-Hauke MÜLLER
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2022-06-24
Publication date: 2023-01-19
Also published as: CA3226509A1; DE102021207374A1; CN117677526A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungsmanagementsystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend: zumindest ein Energieversorgungssystem (100) mit zumindest einer Energieversorgungseinheit (11, 21-1, 21-2), zumindest ein Verbrauchersystem (30) mit zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2), die jeweils über das Energieversorgungssystem (100) mit Energie versorgbar sind, wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2) einen zumindest teilweise gleichen Funktionsumfang aufweisen.

Description

BESCHREIBUNG

Energieversorgungsmanagementsystem für ein Fahrzeug, Verfahren für einen Betrieb des Energiemanagementsystems und Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungsmanagementsystem für ein Fahrzeug, ein Verfahren für einen Betrieb des Energiemanagementsystems sowie ein Com puterprogramm produkt zur Durchführung des Verfahrens.

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen werden vielfach neue Fahrzeugkomponenten und Fahrzeugarchitekturen eingesetzt. Beispielsweise werden pneumatische oder hydraulische Systeme ganz oder teilweise durch elektrische oder elektronische Komponenten oder Funktionsgruppen ersetzt. Darüber hinaus ergeben sich durch automatisierte bis hin zu autonomen Fahranwendungen neue Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf sicherheitsrelevante Funktionen. Hieraus ergibt sich ein Bedarf an einem zuverlässigen Energieversorgungsmanagementsystem für Fahrzeuge, so dass die Aufrechterhaltung der Energieversorgung zumindest für ein Fahrmanöver erforderliche Funktionen gewährleistet werden kann. Dies betrifft nicht nur eine Energieversorgung mit elektrischer Energie, sondern kann gleichermaßen auf daran angegliederte oder unabhängige pneumatische, hydraulische oder hybride Systeme angewendet werden.

Zur Erhöhung einer Sicherheit in der Aufrechterhaltung einer ausreichenden Energieversorgung, gerade im Hinblick auf sicherheitsrelevante und sicherheitskritische Funktionen, sind elektrische, insbesondere redundant ausgeführte, Energieversorgungssysteme bekannt, die sowohl ein Hauptenergieversorgungssystem als auch zumindest ein Zusatzenergieversorgungssystem aufweisen. Ein an diese Versorgungseinheiten angebundenes Verbrauchersystem kann somit bei Ausfall der Hauptenergieversorgungseinheit zumindest teilweise weiter über die Zusatzenergieversorgungseinheit betrieben werden. Beispielsweise weist ein Verbrauchersystem zwei Verbrauchereinheiten mit zumindest teilweise redundanten Funktionsumfängen auf, die jeweils von einem eigenen Zusatzenergieversorgungssystem bei Ausfall des Hauptenergieversorgungssystems mit Energie versorgt werden können. Fällt auch eines der redundanten Zusatzenergieversorgungssysteme aus, so kann zumindest die an das andere Zusatzenergieversorgungssystem angebundene Verbrauchereinheit noch weiter betrieben werden. Ein zusätzlicher Ausfall der noch weiter betreibbaren Verbrauchereinheit kann jedoch nicht mehr aufgefangen werden, so dass der entsprechende Funktionsumfang nicht mehr verfügbar ist. Gerade bei einem dadurch bedingten Ausfall von sicherheitskritischen Funktionen besteht eine erhebliche Gefahr für Fahrzeuginsassen sowie anderweitige Verkehrsteilnehmer, selbst wenn infolge ein direkter Anhaltevorgang initiiert wird.

Eine Verbrauchereinheit kann insbesondere eine Steuereinheit, ein Steuergerät und/oder einen Aktuator des Fahrzeugs umfassen.

In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Energieversorgungsmanagementsystem für ein Fahrzeug, ein Verfahren für einen Betrieb des Energiemanagementsystems sowie ein Com puterprogramm produkt zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, durch die die Sicherheit eines Fährbetriebs eines Fahrzeugs erhöht werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Energieversorgungsmanagementsystem für ein Fahrzeug, ein Verfahren für einen Betrieb des Energiemanagementsystems sowie ein Com puterprogramm produkt zur Durchführung des Verfahrens gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Erfindungsgemäß weist ein Energieversorgungsmanagementsystem für ein Fahrzeug zumindest ein Energieversorgungssystem mit zumindest einer Energieversorgungseinheit und zumindest ein Verbrauchersystem mit zumindest zwei Verbrauchereinheiten, die jeweils über das Energieversorgungssystem mit Energie versorgbar sind, auf, wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten einen zumindest teilweise gleichen Funktionsumfang aufweisen.

Ein Verbrauchersystem kann beispielsweise ein Lenkfunktionssystem, ein Bremsfunktionssystem oderein HAD-Funktionssystem (Highly Automated Driving Funktionssystem bzw. Funktionssystem für hochautomatisiertes Fahren) sein. Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten umfassen dabei jeweils einen zumindest teilweise gleichen Funktionsumfang, so dass die zumindest zwei Verbrauchereinheiten bezüglich des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs redundant zueinander sind. Entsprechend kann der Ausfall einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten durch die andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten zumindest hinsichtlich des gleichen Funktionsumfangs ausgeglichen werden. Der Funktionsumfang umfasst dabei sowohl die Verfügbarkeit einzelner Funktionen an sich, wie einer Bremsleistungsfunktion, als auch die Ausprägung der einzelnen Funktion, beispielsweise den maximalen Leistungsbereich der Bremsfunktion. Der zumindest teilweise gleiche Funktionsumfang kann sich dabei auf identische Funktionsumfänge beziehen, oderauch auf wirkungsgleiche Funktionsumfänge. Entsprechend sind die zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfänge nicht auf Funktionsumfänge gerichtet, die sich die zumindest zwei Verbrauchereinheiten teilen, sondern auch Funktionsumfänge, die identisch oder wirkungsgleich redundant in jeder der Verbrauchereinheiten bereitgestellt werden können.

Das Energieversorgungssystem kann eine oder mehrere Energieversorgungseinheiten aufweisen, über die eine elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Energie bereitstellbar ist. Eine Energieversorgungseinheit kann demnach beispielsweise eine Batterie oder auch ein Druckluftspeicher zur Betätigung eines pneumatischen Bremsaktuators als Teil eines Verbrauchersystems bzw. einer Verbrauchereinheit sein. Das entsprechende Verbrauchersystem bzw. die entsprechende Verbrauchereinheit ist folglich auch nicht auf eine Elektronikeinheit bzw. elektrisch arbeitende Verbrauchereinheit beschränkt, sondern kann alternativ oder zusätzlich pneumatische Steuersignale verarbeiten. Das Energieversorgungssystem kann über unterschiedliche Energieversorgungseinheiten auch kombinierte Energiearten bereitstellen. Das Energieversorgungssystem kann zudem weitere Elemente, wie Gleichrichter oder Umrichter enthalten, um eine Energie in die zur Aufnahme durch die zumindest eine Verbrauchereinheit geeignete Energieform umzuwandeln, und/oder Verknüpfungspunkte zur Verknüpfung mehrerer Energieversorgungseinheiten aufweisen. Die Versorgung der Verbrauchereinheiten mit einer entsprechenden Energie durch das Energieversorgungssystem kann durch eine Leitungsverbindung der Verbrauchereinheiten mit dem Energieversorgungssystem oder mit zumindest einer der Energieversorgungseinheiten des Energieversorgungssystems erfolgen. Die Leitungsverbindung kann demnach eine direkte Verbindung der Verbrauchereinheit mit zumindest einer der Energieversorgungseinheiten und/oder eine indirekte Verbindung über weitere Komponenten des Energieversorgungssystems, wie beispielsweise über ein Schaltelement, sein. Die Leitungsverbindung kann schaltbar sein, um Leitungsverbindungsabschnitte wahlweise bzw. bedarfsgerecht verbinden oder trennen zu können. Alternativ oder ergänzend kann dem Verbrauchersystem bzw. zumindest einer der Verbrauchereinheiten auch eine induktive Energie zuführbar sein, die direkt durch entsprechende Anordnung des Energieversorgungssystems bzw. zumindest einer derart konfigurierbaren Energieversorgungseinheit oder indirekt über weitere Übertragungsmittel zuführbar ist.

In einer Ausgestaltung weist das Energieversorgungssystem zumindest ein primäres Energieversorgungssystem mit zumindest einer primären Energieversorgungseinheit und zumindest ein sekundäres Energieversorgungssystem mit zumindest einer sekundären Energieversorgungseinheit auf, wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten jeweils über das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem und das zumindest eine sekundäre Energieversorgungsystem mit Energie versorgbar sind.

Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten sind somit sowohl über das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem als auch das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem mit Energie versorgbar. Entsprechend kann nicht nur der Ausfall einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten hinsichtlich zumindest eines teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs ausgeglichen werden, sondern auch ein Ausfall eines primären Energieversorgungssystems durch ein sekundäres Energieversorgungssystem oder umgekehrt. Die Sicherheit des Fährbetriebs wird somit weiter erhöht.

Das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem und das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem können unabhängige

Energieversorgungssystemeinheiten sein. Die Begriffe "primär" und "sekundär" müssen dabei nicht Ausdruck einer Priorisierung der Energieversorgungssystem sein, sondern können lediglich der Unterscheidbarkeit dienen. Entsprechend können das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem und das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem im Wesentlichen vergleichbare Energieversorgungswerte, also Leistungs- bzw. Kapazitätswerte, aufweisen.

Alternativ kann das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem aber auch zur primären Energieversorgung vorgesehen sein, während das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem als Reserveenergieversorgungssystem fungiert. Das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem stellt somit ein Hauptenergieversorgungssystem mit zumindest einer Hauptenergieversorgungseinheit und das sekundäre Energieversorgungssystem ein Zusatzenergieversorgungssystem mit zumindest einer Zusatzenergieversorgungseinheit dar. Ein solches Zusatzenergieversorgungssystem oder zumindest die zumindest eine Zusatzenergieversorgungseinheit ist insbesondere als eine zum Hauptenergieversorgungssystem oder zumindest zu der zumindest einen Hauptenergieversorgungseinheit redundante Energieversorgungssystemeinheit vorgesehen. Sofern das Hauptenergieversorgungssystem oder die zumindest eine Hauptenergieversorgungseinheit ausfällt, kann hierdurch zumindest ein Teil des Funktionsumfangs, insbesondere der zumindest teilweise gemeinsame Funktionsumfang, zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten weiter mit Energie versorgt werden. Der Zeitraum einer über das Zusatzenergieversorgungssystem oder die zumindest eine Zusatzenergieversorgungseinheit bereitstellbaren Weiterversorgung der zumindest einen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten kann allerdings dann begrenzt sein, wenn das Zusatzenergieversorgungssystem oder die zumindest eine Zusatzenergieversorgungseinheit eine im Vergleich mit dem Hauptenergieversorgungssystem oder der zumindest einen

Hauptenergieversorgungseinheit geringere Kapazität aufweist. Die Energieversorgung der zumindest einen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten bezieht sich darauf, dass nicht immer beide der zumindest zwei Verbrauchereinheiten gleichzeitig mit Energie versorgt werden müssen. Aufgrund der Bereitstellung eines zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs aus Redundanzgründen kann eine solche gleichzeitige Energieversorgung vorgesehen sein, um bei Ausfall einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten den zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfang ohne Verzögerungen durch die zumindest eine andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten zur Verfügung stellen zu können.

Ein Energieversorgungssystem mit zumindest einem Hauptenergieversorgungssystem als primäres Energieversorgungssystem mit zumindest einer

Hauptenergieversorgungseinheit als primäre Energieversorgungseinheit und zumindest einem Zusatzenergieversorgungssystem als sekundäre Energieversorgungseinheit mit zumindest einer Zusatzenergieversorgungseinheit als sekundäre Energieversorgungseinheit kann beispielsweise in Form eines redundanten Energiemanagementsystems betrieben werden. Beispielsweise ist das redundante Energiemanagementsystem mit einem Lenkungs-, einem Brems- und einem HAD- Funktionssystem als jeweiliges Verbrauchersystem verbunden. Das redundante Energiemanagementsystem stellt die Energieversorgung der Funktionseinheiten als Verbrauchereinheiten zur Verfügung. Fällt das Hauptenergieversorgungssystem oder die zumindest eine Hauptenergieversorgungseinheit aus oder weist sie eine nicht ausreichende bereitstellbare Energie auf, kann das zumindest eine Zusatzenergieversorgungssystem oder die zumindest eine Zusatzenergieversorgungseinheit zugeschaltet werden oder, wenn möglich, die Energieversorgung anstelle des Hauptenergieversorgungssystems oder der zumindest einen Hauptenergieversorgungseinheit komplett übernehmen.

Alternativ können die Verbrauchereinheiten auch grundsätzlich, also nicht erst bei einem Ausfall des primären Energieversorgungssystems, durch das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssysteme mit Energie versorgt werden. Das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem kann dann wiederum von dem primären Energieversorgungssystem mit Energie versorgt werden, um den Verbrauch des zumindest einen sekundären Energieversorgungssystems gemäß der durch sie bereitgestellten Energie wieder auszugleichen.

Gemäß einer Weiterbildung weist der zumindest gleiche Funktionsumfang zumindest alle sicherheitsrelevanten und sicherheitskritischen Funktionen oder alle sicherheitskritischen Funktionen der Funktionsumfänge der zumindest zwei Verbrauchereinheiten auf.

Sicherheitsrelevante Funktionen tragen zur Sicherheit des Fahrzeugbetriebs bei. Sie erhöhen damit die Sicherheit des Fahrzeugbetriebs, ihr Ausfall macht den Fahrzeugbetrieb jedoch nicht unmöglich. Währenddessen sind sicherheitskritische Funktionen für einen Betrieb eines Fahrzeugs zwingend, d.h. bei deren Ausfall ist der Fahrzeugbetrieb einzustellen. Die Eingruppierung von Funktionen als sicherheitsrelevante oder sicherheitskritische Funktionen kann, beispielsweise in Abhängigkeit eines Betriebsmodus des Fahrzeugs oder eines Fahrmanövers, anpassbar sein. Zum Beispiel kann ein Fahrassistenzsystem, wie eine Abstandsmessung, in einem autonomen Fahrmodus eines Fahrzeugs sicherheitskritisch sein, während dieses bei Übernahme der Fahrzeugkontrolle durch einen Fahrer nur noch sicherheitsrelevant ist, wenn überhaupt. Eine Eingruppierung von Funktionen als sicherheitsrelevante oder sicherheitskritische Funktionen kann auch davon abhängig sein, ob eine bestimmte Funktion durch eine andere Funktion, die verfügbar ist, substituierbar ist. Kann zum Beispiel eine Lenkfunktion eines Lenkaktuators des Fahrzeugs durch eine Bremsfunktion zumindest teilweise substituiert werden, kann die Lenkfunktion zumindest in einem vorbestimmten Bereich nur noch sicherheitsrelevant sein.

Dadurch dass der zumindest teilweise gemeinsame Funktionsumfang der zumindest zwei Verbrauchereinheiten zumindest alle sicherheitsrelevanten und sicherheitskritischen Funktionen oder zumindest alle sicherheitskritischen Funktionen umfasst, wird das Risiko eines Totalausfalls dieser Funktionen minimiert. Insbesondere im Hinblick auf eine ggf. reduzierte Verfügbarkeit von Energie, wie beispielsweise durch Ausfall eines primären Energieversorgungssystems und Ersatz durch ein sekundäres Energieversorgungssystem mit einer geringeren Menge an bereitstellbarer Energie, kann hierdurch ein weiterhin sicherer Fährbetrieb realisiert werden. Wenn in diesem Fall nur noch ein auf sicherheitsrelevante oder sicherheitskritische Funktionen beschränkter gemeinsamer Funktionsumfang betrieben wird, kann sich der Energiebedarf im Vergleich zu einem vollen Funktionsumfang reduzieren. Flierdurch kann die verbleibende Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs verlängerbar sein.

In einer Ausgestaltung weist das Energieversorgungssystem zumindest zwei sekundäre Energieversorgungssysteme auf, die jeweils zur Versorgung zumindest derselben der zumindest zwei Verbrauchereinheiten ausgebildet sind, so dass die zumindest zwei Verbrauchereinheiten über jedes der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme mit Energie versorgbar sind.

Demnach sind die zumindest zwei Verbrauchereinheiten durch zumindest zwei sekundäre Energieversorgungssysteme weiter gegen einen Ausfall einer Energieversorgung abgesichert. Insbesondere entspricht dabei eine jeweilige Anzahl der Ausgänge jeder der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme zumindest der jeweiligen Anzahl der zumindest zwei Verbrauchereinheiten, um diese mit Energie versorgen zu können. Alternativ oder ergänzend kann auch eine mit den zumindest zwei sekundären Energieversorgungssystemen verbundene oder verbindbare Leitungsverbindung zur Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten in zumindest der jeweiligen Anzahl der zumindest zwei Verbrauchereinheiten entsprechende Leitungsverbindungszweige aufgeteilt werden, um die Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten bereitstellen zu können.

Insbesondere sind die zumindest zwei Verbrauchereinheiten über jedes der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme wahlweise mit Energie versorgbar.

Demnach müssen die zumindest zwei Verbrauchereinheiten nicht zwingend gleichzeitig durch die zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme mit Energie versorgt werden. Dies kann allerdings wahlweise vorgesehen werden, um eine bereitstellbare Energiemenge zu erhöhen. Alternativ können die zumindest zwei Verbrauchereinheiten aufgrund der wahlweisen Energieversorgung jeweils auch nur über eines der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme mit Energie versorgt werden. Die Energieversorgung für eine der zumindest zwei Verbrauchereinheiten kann dabei über das eine der zumindest zwei Energieversorgungssysteme erfolgen, während die andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über das andere sekundäre Energieversorgungssystem mit Energie versorgt wird. Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten können aber auch an das gleiche sekundäre Energieversorgungssystem angebunden sein. In einer weiteren Alternative kann auch nur eine der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über nur eines der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme mit Energie versorgt werden, während die andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über beide oder alle der zumindest zwei sekundären Energiesysteme versorgt wird.

Die wahlweise Versorgung mit Energie der jeweiligen zumindest zwei Verbrauchereinheiten über das eine und/oder das andere der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme kann durch eine entsprechende Aktivierung oder Deaktivierung der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme bzw. entsprechender sekundärer Energieversorgungseinheiten und/oder die Ansteuerung von Schaltern zum Verbinden und Trennen von Verbindungsabschnitten der Leitungsverbindung zur Energieversorgung erfolgen. Die Ansteuerung der Schalter kann beispielsweise aktiv über eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend können aber auch passive Schaltelemente eingesetzt werden, die zumindest eine Verbindungstrennung, beispielsweise im Fall einer Überlast, bewirken.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die zumindest eine Energieversorgungeinheit mit einem oder mehreren Ausgängen des Energieversorgungssystems zur Energieversorgung verbunden oder verbindbar. Insbesondere ist die zumindest eine sekundäre Energieversorgungeinheit mit einem oder mehreren Ausgängen des sekundären Energieversorgungssystems zur Energieversorgung verbunden oder verbindbar.

Das Energieversorgungssystem kann somit zumindest eine zur Anzahl der Ausgänge zur Energieversorgung korrespondierende Anzahl an Energieversorgungseinheiten aufweisen. Hierdurch kann eine Redundanz und Flexibilität des Energieversorgungsmanagementsystems erhöht werden. Die Anzahl der Ausgänge zur Energieversorgung kann aber auch höher als die Anzahl an Energieversorgungseinheiten sein. Hierdurch kann beispielsweise im Falle eines Ausfalls eines Ausgangs zur Energieversorgung zumindest eine teilweise Redundanz geschaffen werden. Alternativ kann aber auch eine Anzahl an Energieversorgungseinheiten geringer als die Anzahl der Ausgänge des Energiesystems sein, wobei die Energieversorgungseinheiten, ggf. auch nur eine Energieversorgungseinheit, dann bedarfsweise auf verschiedene Ausgänge schaltbar sind. Es können auch mehrere Energieversorgungseinheiten auf einen gemeinsamen Ausgang schaltbar sein.

Eine je nach Konfiguration erreichbare Gestaltungsflexibilität bei unterschiedlichen Optimierungszielen, wie hoher Redundanz oder Gewichts- oder Platzeinsparungen, ist gerade bei sekundären Energieversorgungssystemen mit sekundären Energieversorgungseinheiten von Vorteil, da die sekundären Energieversorgungseinheiten meist nur eine vergleichsweise begrenzte Menge an Energie bereitstellen können.

Insbesondere sind die Verbrauchereinheiten über zumindest eine Leitungsverbindung durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem mit Energie versorgbar. Dabei sind die Verbrauchereinheiten jeweils über zumindest einen Verbraucherschalter und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung zur Energieversorgung durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem verbindbar und von der Leitungsverbindung trennbar.

Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten können somit über den zumindest einen Verbraucherschalter gleichzeitig von einer Energieversorgung durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem abtrennbar oder verbindbar sein. Gerade in einem Fall einer Störung zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten, des primären Energieversorgungssystems und/oder des sekundären Energieversorgungssystems mit ggf. nachteiligen Einflüssen auf die jeweils anderen Komponenten des Energieversorgungsmanagementsystems kann durch eine Trennung ein entsprechend nachteiliger Einfluss vermieden werden. Beispielsweise kann eine Leitungsverbindung vorgesehen sein, über die die zumindest zwei Verbrauchereinheiten durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem mit Energie versorgbar sind. In Richtung des Energieflusses teilt sich die Leitungsverbindung stromabwärts des primären Energieversorgungssystems und des sekundären Energieversorgungssystems in zwei Leitungsverbindungszweige. Über den einen Leitungsverbindungszweig ist die eine der zumindest zwei Verbrauchereinheiten zur Energieversorgung mit dem primären Energieversorgungssystem und dem sekundären Energieversorgungsystem und die andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über den anderen Leitungsverbindungszweig mit dem primären Energieversorgungssystem und dem sekundären Energieversorgungsystem verbindbar. Ein entsprechender Verbraucherschalter kann somit in Richtung des Energieflusses stromabwärts des primären Energieversorgungssystems und des sekundären Energieversorgungssystems vor der Leitungsverzweigung zu den zumindest zwei Verbrauchereinheiten angeordnet sein. Folglich können die zumindest zwei Verbrauchereinheiten über einen gemeinsamen Verbraucherschalter mit dem primären Energieversorgungssystem und dem sekundären Energieversorgungsystem über die Leitungsverbindung verbindbar und wieder trennbar sein. Alternativ oder ergänzend kann auch jeweils ein Verbindungsschalter pro Leitungsverbindungszweig vorgesehen sein, um die zumindest zwei Verbrauchereinheiten wahlweise von der Leitungsverbindung zum primären Energieversorgungssystem und zum sekundären Energieversorgungssystem trennen bzw. mit dieser verbinden zu können.

Alternativ oder ergänzend können auch Sicherungen eingesetzt werden, die zumindest eine entsprechende Verbindung in einem Überlastfall trennen können. Sofern zumindest eine Sicherung ergänzend zu einem Verbraucherschalter eingesetzt wird, kann der Ansprechbereich der zumindest einen Sicherung, also der Lastbereich für ein Durchbrennen der Sicherung, derart eingestellt sein, dass der Ansprechbereich der Sicherung oberhalb eines Ansprechbereichs des entsprechenden Verbraucherschalters liegt. Somit kann eine mögliche Trennung bevorzugt über den Verbraucherschalter erfolgen und erst bei dessen Ausfall die Sicherung greifen. Die Verbindbarkeit der Verbraucher über die Sicherung bezieht sich darauf, dass die Energie über die Sicherung läuft, die somit Teil einer Verbindung sein kann. Im Kontext des Verbraucherschalters kann die Sicherung auch als Verbrauchersicherung bezeichnet werden.

In einer Ausgestaltung sind die Verbrauchereinheiten über zumindest eine Leitungsverbindung durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem mit Energie versorgbar. Dabei ist das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem über zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalter und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten verbindbar und von der Leitungsverbindung trennbar. Alternativ oder ergänzend ist die zumindest eine sekundäre Energieversorgungseinheit über den zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalter und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten verbindbar und von der Leitungsverbindung trennbar.

Der Sekundärenergieverbindungsschalter kann somit das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem von der Verbindungsleitung trennen, ohne Einfluss auf die Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten durch das primäre Energieversorgungssystem zu nehmen. Sofern sich der Sekundärenergieverbindungsschalter nicht auf das sekundäre Energieversorgungssystem insgesamt, sondern auf zumindest eine sekundäre Energieversorgungseinheit bezieht, kann eine Trennung dieser zumindest einen sekundären Energieversorgungseinheit erfolgen, ohne die Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über die übrigen sekundären Energieversorgungseinheiten des zumindest einen sekundären Energieversorgungssystems zu unterbinden. Umgekehrt kann eine flexible Verbindbarkeit der zumindest einen sekundären Energieversorgungseinheit gerade bei mehreren sekundären Energieversorgungseinheiten des zumindest einen sekundären Energieversorgungssystems eine bedarfsgerechte Energieversorgung ermöglichen. Auch hier können vergleichbar zum Verbraucherschalter alternativ oder ergänzend Sicherungen eingesetzt werden. Im Kontext des Sekundärenergieversorgungsschalters kann die Sicherung auch als Sekundärenergieversorgungssicherung bezeichnet werden.

In einer Ausgestaltung sind die Verbrauchereinheiten über zumindest eine Leitungsverbindung durch das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem mit Energie versorgbar. Dabei ist das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem über zumindest einen Primärenergieversorgungsschalter und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten verbindbar und von der Leitungsverbindung trennbar. Alternativ oder ergänzend ist die zumindest eine primäre Energieversorgungseinheit über den zumindest einen Primärenergieversorgungsschalter und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten verbindbar und von der Leitungsverbindung trennbar.

Der Primärenergieversorgungsschalter korrespondiert in seiner Funktion und hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen zu dem zuvor beschriebenen Sekundärenergieversorgungsschalter, allerdings in Bezug auf das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem bzw. die zumindest eine primäre Energieversorgungseinheit. Entsprechend kann der Primärenergieverbindungsschalter somit das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem mit der Verbindungsleitung trennen, ohne Einfluss auf die Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten durch das sekundäre Energieversorgungssystem zu nehmen. Sofern sich der Primärenergieverbindungsschalter nicht auf das primäre Energieversorgungssystem insgesamt, sondern auf zumindest eine primäre Energieversorgungseinheit bezieht, kann eine Trennung dieser zumindest einen primären Energieversorgungseinheit erfolgen, ohne die Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten über die übrigen primären Energieversorgungseinheiten des zumindest einen primären Energieversorgungssystems zu unterbinden. Umgekehrt kann eine flexible Verbindbarkeit der zumindest einen primären Energieversorgungseinheit gerade bei mehreren primären Energieversorgungseinheiten des zumindest einen primären Energieversorgungssystems eine bedarfsgerechte Energieversorgung ermöglichen. Auch hier können vergleichbar zum Verbraucherschalter bzw.

Sekundärenergieversorgungsschalter alternativ oder ergänzend Sicherungen eingesetzt werden. Im Kontext des Primärenergieversorgungsschalters kann die Sicherung auch als Primärenergieversorgungssicherung bezeichnet werden.

Der Verbraucherschalter, der Primärenergieversorgungsschalter und/oder der Sekundärenergieversorgungsschalter können als ansteuerbare Schalter ausgebildet sein, die beispielsweise aktiv über eine Steuerungsvorrichtung angesteuert werden. Alternativ oder ergänzend können aber auch passive Schaltelemente eingesetzt werden, die zumindest eine Verbindungstrennung, beispielsweise im Fall einer Überlast, bewirken. Die Schalter können aber auch eine eigene Prozessoreinheit und/oder Sensorik aufweisen, die es den Schaltern ermöglicht, Zustände des Energieversorgungsmanagementsystems zu erfassen und einen entsprechenden Schaltvorgang vorzunehmen. Insbesondere können die Schalter auch dazu ausgebildet sein, eine Selbstfunktionsdiagnose durchzuführen. Wird hierüber detektiert, dass ein Schaltereinen Funktionsfehler aufweist, kann ein entsprechendes Informationssignal, zum Beispiel an eine Steuerungsvorrichtung, weitergeleitet und/oder der Schalter in eine Öffnungs- oder Schließstellung geschaltet werden. Ein Schalten in eine Öffnungs oder Schließstellung kann in Abhängigkeit einer Risikobewertung der jeweiligen Stellung für das Energieversorgungsmanagementsystem erfolgen. Eine solche Bewertung kann je nach Betriebsmodus und auszuführendem Fahrmanöver des Fahrzeugs anpassbar sein.

Insbesondere ist zumindest der zumindest eine Verbraucherschalter ein NC-Schalter.

Ein NC-Schalter, auch als Öffner bezeichnet, schließt im Ruhezustand, also ohne Aktivierung, eine Verbindung und ermöglicht somit eine Energieversorgung bzw. Weiterleitung. Erst mit Aktivierung des NC-Schalters wird der Schalter geöffnet und dadurch eine Verbindung getrennt. Durch die Ausbildung des zumindest einen Verbraucherschalters als NC-Schalter ist somit in einem deaktivierten Zustand des Verbraucherschalters eine Verbindung zu dem zumindest einen primären Energieversorgungssystem und dem zumindest einen sekundären Energieversorgungssystem gegeben, sofern diese nicht anderweitig unterbrochen ist. Eine anderweitige Unterbrechung kann beispielsweise durch den zumindest einen Primärenergieversorgungsschalter und/oder Sekundärenergieversorgungsschalter bedingt sein. Folglich kann bei einem Ausfall des zumindest einen Verbraucherschalters als NC-Schalters das Risiko einer unbeabsichtigten Unterbrechung der Energieversorgung vermindert werden.

In einer Ausgestaltung sind/ist zumindest der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter und/oder der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter ein NO-Schalter.

Ein NO-Schalter, auch als Schließer bezeichnet, öffnet im Ruhezustand, also ohne Aktivierung, eine Verbindung und unterbricht somit eine Energieversorgung bzw. Weiterleitung. Erst mit Aktivierung des NO-Schalters wird der Schalter geschlossen und dadurch eine Verbindung hergestellt. Zur Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten ist somit der der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter und/oder der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter als NO-Schalter zu aktivieren. Ein unnötiger Energieverbrauch oder auch eine Überlast kann somit auch bei Ausfall des zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalters und/oder des zumindest einen Primärenergieversorgungsschalters vermieden werden. Um jedoch eine Energieversorgung der zumindest einen Verbrauchereinheit auch bei einem Ausfall des zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalters und des zumindest einen Primärenergieversorgungsschalters, wenn beide vorhanden sind, aufrechterhalten zu können, kann auch der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter als NC- Schalter und der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter als NO-Schalter ausgebildet sein oder umgekehrt.

Insbesondere ist der zumindest eine Verbraucherschalter ein Low-Side-Schalter.

Der zumindest eine Verbraucherschalter befindet sich als Low-Side Schalter auf einer stromabwärtigen Seite des Verbrauchersystems in Bezug auf einen Energiefluss. Hierdurch kann der Verbraucherschalter auch die Funktionalität eines Primärenergieversorgungsschalters und Sekundärenergieversorgungsschalters umfassen. Da die Steuerung des Verbraucherschalters einen Massebezug hat, ist der Verbraucherschalter als Low-Side Schalter einfach zu schalten.

In einer Ausgestaltung ist bzw. sind der zumindest eine Verbraucherschalter, der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter, der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter und/oder zumindest ein weiterer Zusatzverbraucherschalter zur weiteren Verbindbarkeit zumindest eines mit Energie zu versorgenden Zusatzverbrauchersystems ein High-Side-Schalter.

Die einzelnen Komponenten des Energieversorgungsmanagementsystems sind somit durch ihre jeweiligen Schalter direkt gegeneinander abtrennbar, ohne dass noch eine verbleibende Restenergie die zumindest zwei Verbrauchereinheiten erreicht. Auch können hierüber umgekehrte Negativeinflüsse durch Verbrauchereinheiten auf die Energieversorgungssysteme in ström aufwärtiger Richtung in Bezug auf den Energiefluss vermieden werden.

Der Schutz der jeweiligen Komponenten des Energieversorgungsmanagementsystems kann neben der Verwendung entsprechender Schalter auch durch eine räumliche Trennung der Komponenten erfolgen, insbesondere der Energieversorgungssysteme. Hierdurch kann eine Sicherheit gegenüber Single-Point-Fehlern, auch als einzelner Ausfallpunkt bezeichnet, erhöht werden. Die Positionierung der jeweiligen Komponenten oder Gruppen davon an unterschiedlichen Stellen kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass alle Komponenten gleichzeitig von lokalen Störereignissen, wie Steinschlägen, Wassereinträgen oder Kollisionen, betroffen sind. Beispielsweise können Komponenten des Energieversorgungsmanagementsystems auf einer Seite der Fahrzeuglängsachse positioniert sein, während andere Komponenten auf der anderen Seite der Fahrzeuglängsachse positioniert sind. Alternativ oder zusätzlich können Komponenten des Energieversorgungsmanagementsystems in der vorderen Fahrzeughälfte und andere Komponenten in der hintern Fahrzeughälfte positioniert sein.

Gemäß einer Ausgestaltung weist das Energieversorgungsmanagementsystem eine Überwachungseinrichtung auf, die dazu konfiguriert ist, einen Funktionszustand des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten zu überwachen.

Der Funktionszustand des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten bezieht sich sowohl auf die Verfügbarkeit einzelner Funktionen als auch deren Ausprägung in Bezug auf eine vorbestimmte Funktion. Mit anderen Worten bezieht sich der Funktionszustand auf einen Abgleich eines Soll- zu einem Ist-Funktionsumfang. Anhand der Überwachung kann beispielsweise ein Ausfall oder zumindest ein verminderter Funktionsumfang der einen der zumindest einen Verbrauchereinheit detektiert werden. Die Überwachungseinrichtung kann Teil des zumindest einen Verbrauchersystems, Teil eines mit dem zumindest einen Verbrauchersystem bzw. den zumindest zwei Verbrauchereinheiten verbindbaren Energieversorgungssystems und/oder eine übergeordnete Überwachungseinrichtung sein. Alternativ oder ergänzend kann die Überwachungseinrichtung auch in den zumindest einen Verbraucherschalter, den zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalter, den zumindest einen Primärenergieversorgungsschalter und/oder den zumindest einen weiteren Zusatzverbraucherschalter integriert sein bzw. eine entsprechende Überwachungsfunktion hierüber ausgebildet werden. Die Überwachung kann beispielsweise sensorbasiert sein und/oder auf der Prüfung eines Funktionsansprechverhaltens basieren.

Insbesondere ist das Energieversorgungsmanagementsystem dazu konfiguriert, bei einem durch die Überwachungseinrichtung detektierten zumindest teilweisen Ausfall des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs bei der zumindest einen Verbrauchereinheit, die zumindest andere Verbrauchereinheit über das Energieversorgungssystem, insbesondere das primäre Energieversorgungssystem und das sekundäre Energieversorgungsystem, mit Energie zu versorgen und/oder den zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfang der zumindest anderen Verbrauchereinheit zu aktivieren.

Die Überwachungseinrichtung kann hierzu selbst entsprechende Ansteuerungsfunktionen ausführen und/oder das Überwachungsergebnis an eine weitere Steuerungsvorrichtung weiterleiten. Eine solche Steuerungsvorrichtung kann wiederum vergleichbar zur Überwachungseinrichtung Teil des zumindest einen Verbrauchersystems, Teil eines mit dem zumindest einen Verbrauchersystem bzw. den zumindest zwei Verbrauchereinheiten verbindbaren Energieversorgungssystems und/oder eine übergeordnete Steuerungsvorrichtung sein. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerungsvorrichtung auch in den zumindest einen Verbraucherschalter, den zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalter, den zumindest einen Primärenergieversorgungsschalter und/oder den zumindest einen weiteren Zusatzverbraucherschalter integriert sein bzw. eine entsprechende Steuerungsfunktion hierüber ausgebildet werden.

Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten können beispielsweise beide parallel mit Energie versorgt werden, wobei nur der zumindest teilweise gemeinsame Funktionsumfang einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten aktiviert, also zur Ausführung vorgesehen ist. Sofern ein Ausfall oder eine verminderte Verfügbarkeit des aktivierten Funktionsumfangs der zumindest einen Verbrauchereinheit detektiert wird, wird der zumindest teilweise gemeinsame Funktionsumfang der anderen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten aktiviert. Eine Aktivierung des zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs kann beispielsweise durch eine Aktivierung der Verbrauchereinheit an sich, also ein Einschalten der jeweiligen Verbrauchereinheit, und/oder eine Aktivierung des zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs durch Freischalten im Sinne einer tatsächlichen Funktionsausführung bei bereits eingeschalteter Verbrauchereinheit erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbrauchereinheit bereits zuvor eingeschaltet war und sich die Aktivierung auf die Verwendung von Ausgangsgrößen der Verbrauchereinheit bezieht, die zuvor nicht verwendet wurden bzw. ins Leere liefen. Die parallele Energieversorgung der zumindest zwei Verbrauchereinheiten kann beispielsweise dazu dienen, den zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfang bei Ausfall der einen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten ohne Verzögerungen durch die andere der zumindest zwei Verbrauchereinheiten aufzufangen. Auch können durch die parallele Energieversorgung durch die zumindest zwei Verbrauchereinheiten andere Funktionen als die des zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs unabhängig ausgeführt werden. In einem weiteren Beispiel wird auch nur eine der zumindest zwei Verbrauchereinheiten von dem zumindest einen Energieversorgungssystem mit Energie versorgt. Der zumindest teilweise gemeinsame Funktionsumfang der anderen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten ist zwar aktiviert, erfordert aber eine Versorgung mit Energie zur tatsächlichen Funktionsausführung. Die erforderliche Energieversorgung erfolgt dann ausgelöst durch detektierten zumindest teilweisen Ausfall des zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs der zunächst mit Energie versorgten Verbrauchereinheit.

Die zumindest zwei Verbrauchereinheiten können auch jeweils gleichzeitig aktiviert und mit Energie versorgt sein. Ein detektierter Ausfall des zumindest teilweisen gemeinsamen Funktionsumfangs einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten kann dann eine Prüfung der Energieversorgung und/oder Aktivierung der anderen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten bedingen, um die Energieversorgung und/oder Aktivierung zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten sicherzustellen.

Zudem kann das Energieversorgungsmanagementsystem dazu konfiguriert sein, nicht nur die Energieversorgung und/oder Aktivierung zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten sicherzustellen, sondern auch die eine der zumindest zwei Verbrauchereinheiten, für die der zumindest teilweise Ausfall des zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfangs detektiert wurde, von der Leitungsverbindung bzw. dem Energieversorgungssystem abzutrennen und/oderzu deaktivieren. Hierdurch kann ein nicht erforderlicher Energieverbrauch oder auch ein Schädigungsrisiko verringert werden.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für einen Betrieb eines vorstehend beschriebenen Energieversorgungsmanagementsystems, aufweisend die Schritte:

Versorgen zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten mit Energie über das Energieversorgungssystem,

Überwachen der zumindest einen mit Energie versorgten Verbrauchereinheit auf eine Verfügbarkeit des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten und Versorgen zumindest einer anderen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten mit Energie über das Energieversorgungsystem, wenn anhand der Überwachung eine verminderte Verfügbarkeit oder ein Ausfall der Verfügbarkeit des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten detektiert wird.

Die verminderte Verfügbarkeit oder der Ausfall der Verfügbarkeit des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten kann beispielsweise durch einen Defekt der Verbrauchereinheit selbst bedingt sein, eine Spannungsüberhöhung, ein Kurzschluss oder auch durch eine Unterbrechung der Energieversorgung, wie beispielweise durch einen Kabelbruch oder einen gelösten Stecker. Da sich im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung die Unterbrechung nicht gleichermaßen auf andere Verbrauchereinheiten auswirken muss, kann die entsprechend andere Verbrauchereinheit die Ausführung der mit dem zumindest teilweise gleichen Funktionsumfang verbundenen Funktionen übernehmen.

Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich analog zu der Beschreibung des hierzu korrespondierenden Energieversorgungsmanagementsystems, das entsprechend zur Ausführung der Verfahrensschritte konfiguriert ist. Insbesondere funktional formulierte Merkmale des korrespondierenden Energieversorgungsmanagementsystems können gesondert als Merkmale des Verfahrens angesehen werden.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch ein

Com puterprogramm produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten

Programmcode zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

Flierüber lassen sich Fahrzeuge insbesondere in einfacherWeise nachrüsten.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher erläutert. Die Figur zeigt im Einzelnen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Energieversorgungsmanagementsystems gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Energieversorgungsmanagementsystems 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung. Das Energieversorgungsmanagementsystem 1 weist ein Hauptenergieversorgungssystem als primäres Energieversorgungssystem 10 mit einer Hauptenergieversorgungseinheit als primäre Energieversorgungseinheit 11 und zwei Zusatzenergiesysteme als zwei sekundäre Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 mit jeweils einer Zusatzenergieversorgungseinheit als jeweils eine sekundäre Energieversorgungseinheit 21-1 , 21-2 auf. Das primäre Energieversorgungssystem 10 und die zwei sekundären Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 bilden ein Energieversorgungssystem 100. Zudem weist das

Energieversorgungsmanagementsystem 1 ein Verbrauchersystem 30 mit zwei Verbrauchereinheiten C1, C2 auf. Die Verbrauchereinheiten C1, C2 haben in der exemplarischen Ausführungsform einen identischen Funktionsumfang. In alternativen Ausführungsformen können die Verbrauchereinheiten C1 , C2 aber auch nur einen teilweise gemeinsamen Funktionsumfang aufweisen.

Zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten C1, C2 wird von der primären Energieversorgungseinheit 11 eine Leitungsverbindung 27-1 und eine Leitungsverbindung 27-2 abgezweigt. Jede der Leitungsverbindungen 27-1, 27-2 ist mit jedem der Verbraucher C1, C2 verbindbar. Hierzu verzweigen sich die Leitungsverbindungen 27-1, 27-2 in jeweilige Leitungsverbindungszweige, deren Anzahl der Anzahl der Verbrauchereinheiten C1, C2 entspricht. Jeder Verbrauchereinheit C1, C2 ist für jede Verbindungsleitung 27-1 , 27-2 ein Verbraucherschalter 23C1 -1 , 23C1 -2, 23C2-1 , 23C2-2 zugeordnet, über den die jeweilige Verbindung zu den jeweiligen Leitungsverbindungen 27-1, 27-2 offen- und schließbar ist. Die Verbraucherschalter 23C1-1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 sind zwischen dem Energieversorgungssystem 100 und der jeweiligen Verbrauchereinheit C1, C2 angeordnet. Die Verbraucherschalter 23C1-1 , 23C1-2, 23C2-1 , 23C2-2 sind NC-Schalter.

Zudem können über die Leitungsverbindung 27-1 noch weitere Zusatzverbrauchersysteme A1 , B1 und über die Leitungsverbindung 27-2 noch weitere Zusatzverbrauchersysteme A2, B2 mit Energie versorgt werden. Die weiteren Zusatzverbrauchersysteme A1, B1, A2, B2 können zur Energieversorgung über Zusatzverbraucherschalter 24-1 , 24-2 mit der jeweiligen Leitungsverbindung 27-1, 27-2 verbinden und hiervon getrennt werden. Die Zusatzverbraucherschalter 24-1 , 24-2 sind zwischen dem Energieversorgungssystem 100 und den jeweiligen weiteren Zusatzverbrauchersystemen A1, B1, A2, B2 angeordnet. Die Zusatzverbraucherschalter 24-1, 24-2 sind als NC-Schalter ausgebildet.

Die Verbrauchereinheiten C1 , C2 können wahlweise über das primäre Energieversorgungssystem 10 und/oder über zumindest eines der sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 mit Energie versorgt werden. Die Zusatzverbrauchersysteme A1 , B1 , A2, B2 können im Vergleich dazu in der gezeigten Ausführungsform nur wahlweise überdas primäre Energieversorgungssystem 10 und/oder jeweils eines der sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 mit Energie versorgt werden. In alternativen Ausführungsformen können die Zusatzverbrauchersysteme A1 , B1 , A2, B2 aber auch wie die Verbrauchereinheiten C1 , C2 wahlweise über das primäre Energieversorgungssystem 10 und/oder zumindest eines sekundären Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 mit Energie versorgt werden.

Zur möglichen Energieversorgung der Verbrauchereinheiten C1, C2 sowie der Zusatzverbrauchereinheiten A1 , B1 durch das primäre Energieversorgungssystem 10 wird die primäre Energieversorgungseinheit 11 übereinen

Primärenergieversorgungsschalter 22-1 mit der Leitungsverbindung 27-1 verbunden.

Der Primärenergieversorgungschalter 22-1 ist als NO-Schalter ausgebildet und für eine Energieversorgung über die primäre Energieversorgungseinheit 11 über die Leitungsverbindung 27-1 zur Schließung zu aktivieren. Sofern der Primärenergieversorgungsschalter 22-1 in einem Fehlerfall nicht mehr öffnet, ist zudem eine Sicherung 12-1 zwischen der Primärenergieversorgungseinheit 11 und dem Primärenergieversorgungsschalter 22-1 vorgesehen. Die Sicherung ist derart konfiguriert, dass sie erst in einem Bereich anspricht, der oberhalb des Ansprechbereichs des Primärenergieversorgungschalters 22-1 liegt und somit erst bei dessen Ausfall eine Verbindungstrennung bewirkt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Sicherung auch dem Primärversorgungsschalter 22-1 in Richtung eines Energieflusses nachgeordnet sein. Die Leitungsverbindung 27-1 weist ferner einen dem Primärenergieversorgungsschalter 22-1 in Richtung des Energieflusses nachgeordneten Konverter 26-1 auf, der die Energie der primären Versorgungseinheit 11 in eine den Verbrauchern C1 , C2 zuführbare Energie (durch Konvertierung von Spannung oder Strom) konvertiert. In alternativen Ausführungsformen kann der Konverter 26-1 aber auch an anderer geeigneter Stelle vor den Verbrauchereinheiten C1 , C2 positioniert sein. Beispielsweise kann der Konverter 26-1 auch in Richtung des Energieflusses sowohl der primären Energieversorgungseinheit 11 sowie der mit der einen Leitungsverbindung 27-1 verbindbaren sekundären Energieversorgungseinheit 21-1 nachgelagert sein. Somit kann sowohl die durch die primäre Energieversorgungseinheit 11 als auch die durch die sekundäre Energieversorgungseinheit 21-1 bereitstellbare Energie über den Konverter 26-1 konvertiert werden.

Zur möglichen Energieversorgung der Verbrauchereinheiten C1, C2 sowie der Zusatzverbrauchereinheiten A1, B1 durch das eine sekundäre Energieversorgungssystem 20-1 wird die sekundäre Energieversorgungseinheit 21-1 über einen Sekundärenergieversorgungsschalter 25-1 mit der Leitungsverbindung 27-1 verbunden. Der Sekundärenergieversorgungschalter 25-1 ist als NO-Schalter ausgebildet und für eine Energieversorgung über die sekundäre Energieversorgungseinheit 21-1 über die Leitungsverbindung 27-1 zur Schließung zu aktivieren.

Die mögliche Energieversorgung der Verbrauchereinheiten C1, C2 sowie der Zusatzverbrauchersysteme A2, B2 durch das primäre Energieversorgungssystem 11 und das sekundäre Energieversorgungssystem 21-2 über die andere Leitungsverbindung 27-2 verhält sich analog zur Beschreibung der Energieversorgung über die Leitungsverbindung 27-1. Die jeweiligen Komponenten zur möglichen Energieversorgung über die andere Leitungsverbindung 27-2 sind lediglich zur Unterscheidung mitx-2 anstelle x-1 indiziert.

Im Normalbetrieb eines Fahrzeugs werden die Verbrauchereinheiten C1 und C2 über das primäre Energieversorgungssystem 10 mit Energie versorgt, so dass beide Verbrauchereinheiten den gleichen Funktionsumfang ausführen können. Hierzu sind die Primärenergieversorgungsschalter 22-1 , 22-2 geschlossen und die Verbraucherschalter 23C1-1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 so geschaltet, dass die Verbrauchereinheit C1 über die Leitungsverbindung 27-1 mit Energie aus dem primären Energieversorgungssystem 10 und die Verbrauchereinheit C2 über die Leitungsverbindung 27-2 mit Energie aus dem primären Energieversorgungssystem 10 versorgt werden. Die sekundären Energieversorgungssysteme 21-1, 21-2 sind in diesem Fall nicht über den jeweiligen Sekundärenergieversorgungsschalter 25-1 , 25-2 mit der jeweiligen Leitungsverbindung 27-1 , 27-2 verbunden und/oder deaktiviert.

Fällt das primäre Energieversorgungssystem 10 aus, wird also hierüber keine Energie mehr bereitgestellt, werden die Verbrauchereinheiten C1, C2 durch die sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 mit Energie versorgt. Hierzu werden die jeweiligen Sekundärenergieversorgungsschalter 25-1 , 25-2 geschlossen. Die Verbindung zum primären Energieversorgungssystem 10 bzw. der primären Energieversorgungseinheit 11 wird über die Primärenergieversorgungsschalter 22-1 , 22-2 oder die Sicherungen 12-1 , 12-2 getrennt und/oder die primäre Energieversorgungseinheit 11 deaktiviert.

Die Verbraucherschalter 23C1-1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 können in diesem Fall ihre Schaltzustände beibehalten, da die Energieversorgung der Verbrauchereinheiten C1,

C2 nach wie vor über die Leitungsverbindungen 27-1 und 27-2 erfolgt und lediglich die entsprechende Energiequelle (von Energieversorgungssystem 10 auf die sekundären Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2) gewechselt wurde.

Fällt zudem eines der sekundären Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 aus, so können die Verbrauchereinheiten C1 , C2 immer noch über das verbleibende andere Energieversorgungssystem 20-1, 20-2 mit Energie versorgt werden. Hierfür ist lediglich eine entsprechender Wechsel der Schaltzustände der Verbraucherschalter 23C1 -1 , 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 nötig. Ist beispielsweise eine Energieversorgung der Verbrauchereinheit C1 über die Leitungsverbindung 27-1 , also durch das sekundäre Energieversorgungssystem 20-1, nicht möglich, so werden die Schaltzustände der Verbraucherschalter 23C1-1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 so verändert, dass die Verbrauchereinheit C1 mit der Leitungsverbindung 27-2 verbunden wird und somit eine Energieversorgung der Verbrauchereinheit C1 durch das sekundäre Energieversorgungssystem 20-2 über die Leitungsverbindung 27-2 erfolgen kann. Dann werden somit beide Verbrauchereinheiten C1, C2 durch das sekundäre Energieversorgungssystem 20-2 über die Leitungsverbindung 27-2 versorgt.

Ist hingegen eine Energieversorgung durch das sekundäre Energieversorgungssystem 20-2 nicht mehr möglich, so werden die Schaltzustände der Verbraucherschalter 23C1-

1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2 so verändert, dass nun eine Energieversorgung der Verbrauchereinheit C2 durch das sekundäre Energieversorgungssystem 20-1 über die Leitungsverbindung 27-1 erfolgen kann.

Das Energieversorgungsmanagementsystem 1 ist aber nicht nur gegen einen Ausfall eines primären Energieversorgungssystems 10 und eines sekundären Energieversorgungssystems 20-1, 20-2 abgesichert, sondern auch gegen einen Ausfall einer der Verbrauchereinheiten C1 und C2, so dass die Funktionsfähigkeit des Verbrauchersystems 30 hinsichtlich des gemeinsamen Funktionsumfangs der Verbrauchereinheiten C1, C2 aufrechterhalten werden kann. Hierzu wird der Funktionszustand der gemeinsamen Funktionen der Verbrauchereinheiten C1, C2 durch eine Überwachungseinrichtung 40 überwacht. In einer alternativen Ausführungsform können sich die zumindest zwei Verbrauchereinheiten C1 , C2 auch gegenseitig überwachen. Vermindert sich der gemeinsame Funktionsumfang einer Verbrauchereinheit C1, C2 wird die ihr zugehörigen Verbraucherschalter 23C1-1 , 23C1-

2, 23C2-1 , 23C2-2 von einer weiteren Energieversorgung abgetrennt und die andere Verbrauchereinheit C1 , C2 weiterbetrieben oder aktiviert und/oder mit Energie versorgt. Fällt beispielsweise die Verbrauchereinheit C1 aufgrund eines Defekts oder einer Unterbrechung der Energieversorgung aus, ist der gleiche Funktionsumfang von der Verbrauchereinheit C2 ausführbar. Die Schalter 23C2-1 und 23C2-2 sind dann geschlossen.

In einer alternativen Ausführungsform kann auch lediglich ein Teilumfang an Funktionen durch die andere Verbrauchereinheit C1, C2 übernommen werden. Wird beispielsweise durch die Überwachungseinrichtung 40 und/oder die Verbrauchereinheiten C1 , C2 festgestellt, dass eine oder mehrere Funktionen der einen Verbrauchereinheit C1 nicht mehr zur Verfügung steht oder stehen, werden diese durch die jeweils andere Verbrauchereinheit C2 bereitgestellt. Die Überwachung kann zum Beispiel über einen Plausibilitätsprüfung erfolgen. Bei unplausiblen Ergebnissen für eine Verbrauchereinheit C1 , C2 wird die Funktionsausführung über die jeweils andere Verbraucherreinheit C1 ,

C2 übernommen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Auch wenn in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Verbrauchereinheiten C1, C2 im Normalbetrieb über das primäre Energieversorgungssystem 10 mit Energie versorgt werden und erst mit Ausfall des primären Energieversorgungssystem 10 die Verbrauchereinheiten C1, C2 durch die sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 mit Energie versorgt werden, können die Verbrauchereinheiten C1, C2 im Normalbetrieb auch durch die sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 mit Energie versorgt werden. Die sekundären Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 werden dann beispielsweise wiederum von dem primären Energieversorgungssystem 10 mit Energie versorgt, um den Verbrauch der sekundären

Energieversorgungssysteme 20-1 , 20-2 gemäß der durch sie bereitgestellten Energie wiederauszugleichen. Zudem müssen auch nicht beide Verbrauchereinheiten C1, C2 parallel mit Energie versorgt werden, sondern es kann nur eine Verbrauchereinheit C1 , C2 bis zu einem Übernahmeerfordernis durch die andere Verbrauchereinheit C1, C2 mit Energie versorgt werden. Mit anderen Worten kann nur jeweils die zur Ausführung von Funktionen vorgesehene Verbrauchereinheit C1 , C2 mit Energie versorgt werden. Ebenso können die Verbrauchereinheiten C1, C2 jeweils nur über eines der sekundären Energieversorgungssysteme 20-1, 20-2 gleichzeitig mit Energie versorgt werden. Das jeweils andere Energieversorgungssystem 20-1 , 20-2 wird dann erst mit Ausfall des einen sekundären Energieversorgungssystems zugeschaltet und/oder aktiviert. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Energieversorgungsmanagementsystem

10 primäres Energieversorgungssystem 11 primäre Energieversorgungseinheit

12-1, 12-2 Sicherung 20-1 , 20-2 sekundäres Energieversorgungssystem 21-1, 21-2 sekundäre Energieversorgungseinheit 22-1 , 22-2 Primärenergieversorgungsschalter 23-1, 23-2 Verbraucherschalter

24-1 , 24-2 Zusatzverbraucherschalter

25-1 , 25-2 Sekundärenergieversorgungsschalter

26-1 , 26-2 Konverter 27-1 , 27-2 Leitungsverbindung 30 Verbrauchersystem

40 Überwachungseinrichtung 100 Energieversorgungssystem

A1 , A2, B1 , B2 Zusatzverbrauchersystem C1, C2 Verbrauchereinheit

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Ein Energieversorgungsmanagementsystem (1) für ein Fahrzeug, aufweisend: zumindest ein Energieversorgungssystem (100) mit zumindest einer

Energieversorgungseinheit (11, 21-1, 21-2) und zumindest ein Verbrauchersystem (30) mit zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2), die jeweils über das Energieversorgungssystem (100) mit Energie versorgbar sind, wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) einen zumindest teilweise gleichen Funktionsumfang aufweisen.

2. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Energieversorgungssystem (100) aufweist: zumindest ein primäres Energieversorgungssystem (10) mit zumindest einer primären Energieversorgungseinheit (11) und zumindest ein sekundäres Energieversorgungssystem (20-1, 20-2) mit zumindest einer sekundären Energieversorgungseinheit (21-1, 21-2), wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) jeweils über das zumindest primäre Energieversorgungssystem (10) und das zumindest sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2) mit Energie versorgbar sind.

3. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest gleiche Funktionsumfang zumindest alle sicherheitsrelevanten und sicherheitskritischen Funktionen oder alle sicherheitskritischen Funktionen der Funktionsumfänge der zumindest zwei Verbrauchereinheiten aufweist.

4. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Energieversorgungssystem (100) zumindest zwei sekundäre Energieversorgungssysteme (20-1 , 20-2) aufweist, die jeweils zur Versorgung zumindest derselben der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) ausgebildet sind, so dass die zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) über jedes der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme (20-1, 20-2) mit Energie versorgbar sind.

5. Das Energieversorgungsmanagementsystem nach Anspruch 4, wobei die zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2) über jedes der zumindest zwei sekundären Energieversorgungssysteme (20-1, 20-2) wahlweise mit Energie versorgbar sind.

6. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Energieversorgungeinheit (11, 21-1, 21-2) mit einem oder mehreren Ausgängen des Energieversorgungssystems (100) zur Energieversorgung verbunden oder verbindbar ist, insbesondere die zumindest eine sekundäre Energieversorgungeinheit (21-1, 21-2) mit einem oder mehreren Ausgängen des sekundären Energieversorgungssystems (20-1 , 20-2) zur Energieversorgung verbunden oder verbindbar ist.

7. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis

6, wobei die Verbrauchereinheiten (C1, C2) über zumindest eine Leitungsverbindung (27-1, 27-2) durch das primäre Energieversorgungssystem (10) und das sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2) mit Energie versorgbar sind und die Verbrauchereinheiten (C1, C2) jeweils über zumindest einen Verbraucherschalter (23C1-1, 23C1-2, 23C2-1, 23C2-2) und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung (27-1, 27-2) zur Energieversorgung durch das primäre Energieversorgungssystem (10) und das sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2) verbindbar und von der Leitungsverbindung (27-1 , 27-2) trennbar sind.

8. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis

7, wobei die Verbrauchereinheiten (C1, C2) über zumindest eine Leitungsverbindung (27-1, 27-2) durch das primäre Energieversorgungssystem (10) und das sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2) mit Energie versorgbar sind und das zumindest eine sekundäre Energieversorgungssystem (20-1, 20-2) und/oder die zumindest eine sekundäre Energieversorgungseinheit (21-1, 21-2) über zumindest einen Sekundärenergieversorgungsschalter (25-1, 25-2) und/oder zumindest eine Sicherung mit der Leitungsverbindung (27-1, 27-2) zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten (C1, C2) verbindbar und von der Leitungsverbindung (27-1, 27-2) trennbar ist bzw. sind.

9. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis

8, wobei die Verbrauchereinheiten (C1, C2) über zumindest eine Leitungsverbindung (27-1, 27-2) durch das primäre Energieversorgungssystem (10) und das sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2) mit Energie versorgbar sind und das zumindest eine primäre Energieversorgungssystem (10) und/oder die zumindest eine primäre Energieversorgungseinheit (11 ) über zumindest einen

Primärenergieversorgungsschalter (22-1, 22-2) und/oder zumindest eine Sicherung (12-

I, 12-2) mit der Leitungsverbindung (27-1, 27-2) zur Energieversorgung der Verbrauchereinheiten (C1, C2) verbindbar und von der Leitungsverbindung (27-1, 27-2) trennbar ist bzw. sind.

10. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis

9, wobei zumindest der zumindest eine Verbraucherschalter (23C1 -1 , 23C1 -2, 23C2-1 , 23C2-2) ein NC-Schalter ist.

11. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 8 bis

10, wobei zumindest der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter (25-1 , 25-2) und/oder der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter (22-1 , 22-2) ein NO-Schalter ist bzw. sind.

12. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis

11 , wobei zumindest der zumindest eine Verbraucherschalter (23C1 -1 , 23C1 -2, 23C2-1 , 23C2-2) ein Low-Side-Schalter ist.

13. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis

I I , wobei der zumindest eine Verbraucherschalter (23C1 -1 , 23C1 -2, 23C2-1 , 23C2-2), der zumindest eine Sekundärenergieversorgungsschalter (25-1 , 25-2), der zumindest eine Primärenergieversorgungsschalter (22-1 , 22-2) und/oder zumindest ein weiterer Zusatzverbraucherschalter (24-1 , 24-2) zur weiteren Verbindbarkeit zumindest eines mit Energie zu versorgenden Zusatzverbrauchersystems (A1, B1, A2, B2) ein High-Side- Schalter ist.

14. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Energieversorgungsmanagementsystem (1) eine Überwachungseinrichtung (40) aufweist, die dazu konfiguriert ist, einen Funktionszustand des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2) zu überwachen.

15. Das Energieversorgungsmanagementsystem (1) nach Anspruch 14, wobei das Energieversorgungsmanagementsystem (1) dazu konfiguriert ist, bei einem durch die Überwachungseinrichtung (40) detektierten zumindest teilweisen Ausfall des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs bei der zumindest einen Verbrauchereinheit (C1, C2), die zumindest andere Verbrauchereinheit (C1 , C2) über das Energieversorgungssystem (100), insbesondere das primäre

Energieversorgungssystem (10) und das sekundäre Energieversorgungsystem (20-1, 20-2), mit Energie zu versorgen und/oder den zumindest teilweise gemeinsamen Funktionsumfang der zumindest anderen Verbrauchereinheit zu aktivieren.

16. Verfahren für einen Betrieb eines Energiemanagementsystems (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend die Schritte:

Versorgen zumindest einer der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) mit Energie über das Energieversorgungssystem (100),

Überwachen der zumindest einen mit Energie versorgten Verbrauchereinheit (C1 , C2) auf eine Verfügbarkeit des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2) und

Versorgen zumindest einer anderen der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1 , C2) mit Energie über das Energieversorgungsystem (100), wenn anhand der Überwachung eine verminderte Verfügbarkeit oder ein Ausfall der Verfügbarkeit des zumindest teilweise gleichen Funktionsumfangs der zumindest zwei Verbrauchereinheiten (C1, C2) detektiert wird.

17. Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichertem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 16.