用于车载电气系统的测量模块和相关的用于车辆的车载电气系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于车载电气系统(1、1A)的测量模块(10A)，包括：至少一个输入侧电接口(LA1、LA2、KA1)，测量模块(10A)可以通过该至少一个输入侧电接口连接到车载电气系统部件(SG)；至少一个输出侧电接口(DA，KA2)，测量模块(10A)可以通过该至少一个输出侧电接口连接到电缆线束(KB)的至少一条线路(L1、L2)和/或至少一条数据总线(DB1、DB2)；以及至少两个测量元件(S1、S2、V1、V2、I1、I2)，该至少两个测量元件分别以标准化的方式冗余地检测相同的物理测量变量并输出相应的测量信号；其中独立的至少两个采集和计算单元(TμC1、TμC2、PμC1、PμC2)接收并评估和/或处理测量信号，并且将测量信号提供作为经标准化的冗余测量数据；并且其中独立的至少两个发送和接收设备(Tx1/Rx2、Tx2/Rx2)冗余地将经标准化的测量数据传输到对应的车载电气系统部件(SG)。本发明专利技术还涉及一种用于车辆的车载电气系统(1、1A)，具有至少一个这样的测量模块(10A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车载电气系统的测量模块和相关的用于车辆的车载电气系统
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于车载电气系统的测量模块。本专利技术还涉及用于车辆的车载电气系统，具有这样的测量模块。
技术介绍
由现有技术已知用于车辆的车载电气系统，该车载电气系统包括至少一个车载电气系统部件、至少一条数据总线和至少一个电缆线束。电缆线束通常包括多条线路。至少一个电气系统部件例如被构造为控制单元、配电器、负载、能量存储器等。另外，至少一个车载电气系统部件可以具有带有集成温度测量器的半导体功率开关。因此可以直接在电路板上，优选在对温度敏感的电子组件上，测量控制单元或车载电气系统部件中的温度。在已知的车载电气系统中，通常安装有来自不同制造商的电气系统部件，这些电气系统部件分别使用不同的测量元件来测量温度、电流和电压。然后，使用制造商特定的算法再次分别评估测量信号。由于针对不同算法所需的不同计算时间，因此无法以与其他车载网络部件时间同步的方式在数据总线中提供以数学方式准备的测量数据，使得不能保证将每个检测的测量变量对应到车载电气系统中规定的实际时间点(也称为时间戳)。因此，电流误差和/或电压误差和/或温度误差的时间同步处理在当前方法中包含高度不确定性。为了解决该缺点，通常采集并评估各个测量元件的多个测量周期。但是，这大大增加了对错误的响应时间。然而，对于高度自动化的车辆，为了使车辆稳定或使车辆进入安全状态，需要尽可能快的错误响应。因此，车载电气系统中测量数据缺乏同步可能会成为安全并确定地启动车载电气系统中的措施(例如在电子配电过程中切断负载路径)的瓶颈。
技术实现思路
具有独立权利要求1的特征的用于车载电气系统的测量模块和具有至少一个这样的测量模块的用于车辆的相应车载电气系统具有以下优点：对于高度自动化的驾驶，在测量车辆电气系统中的电压骤降后，可以迅速做出故障响应，例如可以切断负载或负载路径，或者可以接通备用电流路径或负载路径。测量模块的实施例可以包括：冗余的传感器、冗余的测量评估、冗余的通信以及冗余的有线和/或无线连接以连接到另外的车载电气系统部件和位于其中的测量元件和/或到另外的测量模块。测量模块可以通过载流连接器连接到车载电器系统部件，并且可以通过信号插头、光学接口和/或无线通信多次连接到数据总线或通信网络。本专利技术的实施例提供了一种用于车载电气系统的测量模块，包括：至少一个输入侧电接口，测量模块可通过该输入侧电接口连接到车载电气系统部件；至少有一个输出侧电接口，测量模块可以通过该输出侧电接口连接到电缆线束的至少一条线路和/或至少一条数据总线；以及至少两个测量元件，分别以标准化的方式冗余地检测相同的物理测量变量并输出相应的测量信号；其中独立的至少两个采集和计算单元接收和评估和/或处理测量信号，并且将其用作经标准化的冗余测量数据。独立的至少两个发送和接收设备冗余地将经标准化的测量数据传输到对应的车载电气系统部件。此外，本专利技术还提出了一种用于车辆的车载电气系统，具有至少一个车载电气系统部件、至少一条数据总线和至少一个电缆线束，该电缆线束具有至少一条线路。在此，至少一个车载电气系统部件通过这样的测量模块连接到电缆线束的至少一条线路上。有利地，本专利技术的实施例使得能够以统一的方式对车载电气系统中的电流和/或电压和/或温度进行故障安全检测并且故障安全地提供测量数据。这意味着各个测量模块中的测量将以相同的分辨率、相同的测量方法和相同的采样率等进行。此外，在测量模块中使用了用于电流和/或电压和/或温度的统一测量元件。这使得可以以较少的计算工作量和最小的延迟时间来评估测量数据。此外，本专利技术的实施例使得能够对相关的车载电气或相关的车载电气系统的一部分进行故障安全监视，从而还能够执行诸如切断负载路径的其他措施。测量模块可以用于将并行测量系统放置在车载电气系统上，因为各个测量模块可以通过不同的输入接口连接到不同的车载电气系统部件，并且通过不同的输出接口连接到至少一条数据总线和/或至少一个通信网络。这样，通过对应的测量模块也可以生成实际采集在各个车载电气系统部件中的数据质量降低的测量数据。然而，对应的测量模块生成的这些测量数据具有在车载电气系统内同步数据采集和同步传输的优点。穿戴式测量系统可以用作主系统，其中如果新实施的主系统发生故障，则可以将先前的测量元件用作各个车载电气系统部件中的备用系统。此外，先前的测量元件还可以用作新实施的主系统的学习系统，以生成更好地且近似测量数据。在本文中，采集和计算单元被理解为处理或评估所检测到的测量信号的电气组件。该采集和计算单元可以具有至少一个接口，该接口可以被设计为硬件和/或软件。在基于硬件设计的情况下，接口可以是所谓的系统ASIC的一部分，例如，该系统ASIC包含采集和计算单元的多种功能。然而，接口也可以是单独的集成电路或至少部分地由分立部件组成。在基于软件设计的情况下，接口可以是与其他软件模块并行存在于微控制器上的软件模块。具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，该程序代码存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读载体上，并且当由采集和计算单元执行程序时用于执行评估。在本文中，测量元件被理解为直接或间接地检测物理变量或物理变量的变化并且优选地将其转换成电测量信号的结构单元。合理性检验或合理性监控被理解为以下方法：检查所确定的物理量的结果或值，以检验其是否是可接受的和/或明确地和/或可理解的和/或合理的。车载电气系统部件在下文中应理解为以下电气结构单元：该电气结构单元连接到电缆线束的至少一条线路上，并且被设计为例如控制单元、配电器、负载、能量存储器等。通过从属权利要求中列出的措施和扩展，可以对独立权利要求1中规定的用于电气系统的测量模块和在独立权利要求12中规定的用于车辆的电气系统进行有益的优化。特别有利的是，至少两个测量元件可以分别通过各自的连接线与至少两个采集和计算单元连接。这使得能够在两个采集和计算单元中对相应测量元件的测量信号进行冗余评估和/或处理。这意味着第一测量元件的测量信号和第二测量元件的测量信号可以由两个采集和计算单元进行评估和处理。另外，可以实现关于测量模块内的连接线的多个冗余。在测量模块的有利实施方式中，例如第一测量元件对中的两个测量元件可以分别检测预定测量点处的温度。附加地或替代地，第二测量元件对中的两个测量元件可以分别检测两个预定测量点之间的电压。附加地或替代地，第三测量元件对中的两个测量元件可以分别检测通过预定线路的电流。在测量模块的另一有利的实施方式中，至少两个采集和计算单元可以使用相同的算法来评估和/或处理相应的测量信号。在测量模块的另一有利的实施方式中，至少两个采集和计算单元可以将第一测量元件的测量信号和/或根据第一测量元件的测量信号生成的测量数据与第二测量元件的测量信号和/或根据第二测量元件的测量信号生成的相关测量元件对的测量数据进行合理性检验。在测量模块的另一有利的实施形式中，至少两个发送和接收装置可以无线和/或有线地传输相应的测量数据。测量数据的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车载电气系统(1、1A、1B)的测量模块(10A、10B)，包括：/n至少一个输入侧电接口(LA1、LA2、KA1)，所述测量模块(10A、10B)能够通过所述至少一个输入侧电接口连接到车载电气系统部件(SG)；/n至少一个输出侧电接口(DA、KA2)，所述测量模块(10A、10B)能够通过所述至少一个输出侧电接口连接到电缆线束(KB)的至少一条线路(L1、L2)和/或至少一条数据总线(DB1、DB2)；以及/n至少两个测量元件(S1、S2、V1、V2、I1、I2)，所述至少两个测量元件分别以标准化的方式冗余地检测相同的物理测量变量并输出相应的测量信号；/n其中独立的至少两个采集和计算单元(ΤμC1、ΤμC2、PμC1、PμC2)接收并评估和/或处理所述测量信号，并且将所述测量信号提供作为经标准化的冗余测量数据；并且/n其中独立的至少两个发送和接收设备(Tx1/Rx2、Tx2/Rx2)冗余地将经标准化的测量数据传输到对应的车载电气系统部件(SG)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 DE 102018201582.11.一种用于车载电气系统(1、1A、1B)的测量模块(10A、10B)，包括：
至少一个输入侧电接口(LA1、LA2、KA1)，所述测量模块(10A、10B)能够通过所述至少一个输入侧电接口连接到车载电气系统部件(SG)；
至少一个输出侧电接口(DA、KA2)，所述测量模块(10A、10B)能够通过所述至少一个输出侧电接口连接到电缆线束(KB)的至少一条线路(L1、L2)和/或至少一条数据总线(DB1、DB2)；以及
至少两个测量元件(S1、S2、V1、V2、I1、I2)，所述至少两个测量元件分别以标准化的方式冗余地检测相同的物理测量变量并输出相应的测量信号；
其中独立的至少两个采集和计算单元(ΤμC1、ΤμC2、PμC1、PμC2)接收并评估和/或处理所述测量信号，并且将所述测量信号提供作为经标准化的冗余测量数据；并且
其中独立的至少两个发送和接收设备(Tx1/Rx2、Tx2/Rx2)冗余地将经标准化的测量数据传输到对应的车载电气系统部件(SG)。


2.根据权利要求1所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述至少两个测量元件(S1、S2、V1、V2、I1、I2)分别通过各自的连接线与所述至少两个采集和计算单元(ΤμC1、ΤμC2、PμC1、PμC2)连接。


3.根据权利要求1或2所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，第一测量元件对中的两个测量元件(S1、S2)分别检测预定测量点处的温度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，第二测量元件对中的两个测量元件(V1、V2)分别检测两个预定测量点之间的电压。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，第三测量元件对中的两个测量元件(I1、I2)分别检测通过预定线路的电流。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述至少两个采集和计算单元(TμC1、TμC2、PμC1、PμC2)使用相同的算法来评估和/或处理相应的测量信号。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述至少两个采集和计算单元(TμC1、TμC2、PμC1、PμC2)将第一测量元件(S1、V1、I1)的测量信号和/或根据所述第一测量元件(S1、V1、I1)的测量信号生成的测量数据与第二测量元件(S2、V2、I2)的测量信号和/或根据所述第二测量元件(S2、V2、I2)的测量信号生成的相关测量元件对的测量数据进行合理性检验。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述至少两个发送和接收设备(Tx1/Rx2、Tx2/Rx2)无线和/或有线地传输相应的测量数据。


9.根据权利要求8所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述测量数据的无线传输通过WLAN和/或NFC和/或蓝牙进行。


10.根据权利要求8或9所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，所述测量数据的有线传输通过电线总线(DB1)和/或通过光总线(DB2)进行。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的测量模块(10A、10B)，其特征在于，至少一个断路器(Swl、Sw2)在所述测量模块(10、10B)内被连接到至少一条线路(L1、L2)中，并且所述至少一个断路器(Swl、Sw2)以受开关电子器件(SwE)控制的方式来断开或接通所述线路(L1、L2)。


12.一种用于车辆的车载电气系统(1、1A、1B)，具有至少一个车载电气系统部件(SG)、至少一条数据总线(DB1、DB2)和至少一个电缆线束(KB)，所述电缆线束(KB)具有至少一条线路(L1、L2)，其特征在于，所述至少一个车载电气系统部件(SG)通过根据权利要求1至11中至少一项所设计的测量模块(10A、10B)与所述电缆线束(KB)的至少一条线路(L1、L2)连接。


13.根据权利要求12所述的车载电气系统(1、1A、1B)，其特征在于，所述车载电气系统部件(SG)包括至少一个测量元件(S3、S4)，所述至少一个测量元件(S3、S4)检测物理变量并且输出相应的测量信号，
其中至少一个采集和计算单元(ΤμC3、PμC3)接收并评估和/或处理所述测量信号，并且将所述测量信号提供作为测量数据，并且
其中至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·朗，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE