Titel

Fahrzeug mit einer Zonenarchitektur

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Zonenarchitektur.

Stand der Technik

Stand der Technik sind E-/E-Architekturen mit nach Fahrzeugdomänen geprägter Vernetzung, d.h. für jede Domäne (Fahrwerk, Antrieb, Karosserie (innen bzw. außen)) existieren separate, meist sternförmige Kommunikationsnetze und baumförmige Energiebordnetzstrukturen. Nachteil ist eine komplexe Verkabelung, bzw. ein komplexer Kabelbaum.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein neues Architekturkonzept für die Vernetzung von Komponenten die in einem Fahrzeug eingebaut werden. Vorteilhafterweise werden dabei die Zonen Frontbereich, Kabine rechts, Kabine links und der Heckbereich unterschieden, wobei jede Zone eine definierte Anzahl an Zonensteuergeräten aufweist.

Vorteilhafterweise werden in Kabine und Heck für sicherheitsrelevante Verbraucher separate Zone Steuergeräte realisiert.

Sind die Verbraucher zur Realisierung von Fahrzeugfunktionen über ein QM Netz zu versorgen, sind dazu separate Zonen Steuergeräte verbaut. Somit sind sicherheitsrelevante ASIL Verbraucher über ein sicherheitsrelevantes Energiebordnetz und QM Verbraucher über ein QM Netz sicher voneinander getrennt und die Komplexität wird durch die Zonenarchitekturen gesenkt. in der Frontzone ist eine Energiequelle, die als DC/DC Wandler ausgebildet ist, angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die Energiequelle als eine andere dem Fachmann sinnvoll erscheinende Ausführung ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist in der Frontzone ein elektrischer Stromverteiler angeordnet, der die Zonen Kabine rechts, Kabine links und den Heckbereich mit elektrischer Energie versorgt. Somit kann vorteilhaft eine sichere Energieversorgung der Zonen gewährleistet werden.

Vorteilhaft weist die Frontzone ein Trennelement auf, welches als Bordnetzschalter ausgebildet ist. Erfindungsgemäß kann das Trennelement das sicherheitsrelevante Energiebordnetz vom QM-Netz trennen. Somit kann einfach ein sicheres Energiebordnetz realisiert werden.

Dadurch, dass zwei separate Stromschienen innerhalb der Zonen vorgesehen sind, können weitere Maßnahmen zur Realisierung der Rückwirkungsfreiheit zwischen QM Verbrauchern und sicherheitsrelevante ASIL Verbrauchern gespart werden. Somit kann eine kostengünstige Architektur realisiert werden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Zonenarchitektur.

Beschreibung

Figur 1 zeigt vereinfacht ein Fahrzeug 10 mit vier definierten Zonen. Folgende Zonen sind sichtbar:

• Zone Frontbereich 12

• Zone Kabine rechts 14

• Zone Kabine links 16

• Zone Heckbereich 18 Weiterhin ist eine Anzahl an Zonensteuergeräten gezeigt.

In der Frontzone 12 und der Zone Heckbereich 18 sind Verbraucher 20, 22 zur Realisierung von Fahrzeugfunktionen angeordnet. Die Verbraucher zur Realisierung von Fahrzeugfunktionen 20, 22 sind über ein QM Netz 21 miteinander verbunden. Sicherheitsrelevante ASIL Verbraucher 24, 26, 28a und 28b sind über ein sicherheitsrelevantes Energiebordnetz 25 miteinander verbunden.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in der Front Zone eine Energiequelle 30 angeordnet. Die Energiequelle 30 ist ein DC/DC Wandler. Es ist jedoch jede andere dem Fachmann sinnvoll erscheinende Energiequelle denkbar.

Es ist auch denkbar, dass die Energiequelle 30 in einer anderen Zone und nicht in der Zone Frontbereich 12 angeordnet ist.

In der Frontzone befindet sich weiterhin ein Trennelement. Das Trennelement ist als Bordnetzschalter ausgebildet.

Das Trennelement kann das sicherheitsrelevante Energiebordnetz vom QM-Netz trennen. Somit bildet die Frontzone eine sogenannte Sicherheitsinsel.

Es ist jedoch auch denkbar, dass eine andere Zone als „Sicherheitsinsel“ ausgebildet ist und dass das Trennelement entsprechend in einer anderen Zone ECU angeordnet ist.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Bordnetztrennschalter auch als externe, nicht in eine Zone ECU integrierte, Komponente realisiert werden.

Aus der Frontzone werden die anderen Zonen über mindestens zwei Kanäle 40, 42 versorgt. Dabei werden sowohl Verbraucher zur Realisierung von Fahrzeugfunktionen 20, 22 als auch die sicherheitsrelevanten ASIL Verbraucher 24, 26, 28a und 28b versorgt.

Die untergeordneten Zonen Kabine rechts 14, Zone Kabine links 16, und Zone Heckbereich 18 werden als kombinierte Verteiler-Sternpunkte ausgeprägt.

Die Energieversorgungskabel der sicherheitsrelevanten ASIL Verbraucher 24, 26, 28a und 28b müssen nur bis zu diesen Sternpunkten gezogen werden.

Die Isolation zwischen QM Netz 21 und sicherheitsrelevantes Energiebordnetz 25 erfolgt innerhalb der Frontzone 12. Dadurch können zwei separate Stromschienen innerhalb der Zonen vorgesehen werden. Weitere Maßnahmen zur Realisierung der Rückwirkungsfreiheit zwischen Verbrauchern zur Realisierung von Fahrzeugfunktionen 20, 22 und sicherheitsrelevanten ASIL Verbrauchern 24, 26, 28a und 28b können ausgespart werden.

Innerhalb des sicherheitskritischen Netzes befindet sich ein weiterer Energiespeicher, der dazu ausgebildet ist, die Verfügbarkeit elektrischer Energie auch bei Ausfall der primären Energiequelle sicherstellen. Der Energiespeicher kann als Double Layer Capacitor, als Schwungmassenspeicher oder dergleichen ausgebildet sein.