CN101678741A - 用于操作机动车辆中的用电设备的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置(1)，用于操作特别是机动车辆(2)上的一台电动机的一个电力用户(10)。装置(1)包括一个电力控制器(4)，该电力控制器可以连接到一个接地电压(15)、至少一个电力用户(10)、至少一条电力线(8，12)上，该电力线将这个或者这些用户(10)连接到电子控制器(4)和至少一个接地连接(14)上，该接地连接经由控制器(4)将这个或者这些电力用户(10)连接到接地电压(15)上。例如，所述装置可以用来操作带有电动机的舱口、滑动门以及门。

Description

用于操作机动车辆中的用电设备的装置

技术领域

本发明涉及一种用于在机动车辆中操作用电设备(具体地是一台电动机)的装置。这种装置可以被用于例如通过电动机来移动折板、滑动门以及车门。

背景技术

电子组件的发展表明正在以前越来越低的功率水平进行信息处理、用于所述电子组件的功能性正在不断地提高，而且同时其大小在不断地减小。然而，这种发展还导致了电子组件的操作能够更容易被电磁辐射干扰所中断。为确保这类组件的足够水平的可靠性和操作，电磁兼容性(EMC)起着重要的作用。改进的部件电磁兼容性是可以实现的，例如通过减小辐射干扰的功率和/或改进敏感电子组件对抗电磁干扰的屏蔽。

如果一个电子组件是通过多条电力线连接到一个用电设备上，则发源于该电子组件的电磁干扰可以经由这些线路到达该用电设备。该用电设备以及这些电力线然后可以起到天线的作用并且将电磁干扰发射到外部环境中。例如，如果该用电设备还被连接到机动车辆上的门或折板上，则机动车辆的这些部件还有可能利于电磁干扰的发射。

当使用了适当的屏蔽时，一个电子部件自身仅会发射很少的干扰。然而，如果一个电子部件通过多个电导体连接到一个用电设备上，则来自该电子部件的电磁干扰的发射在用于该用电设备的这些供电线路中导致干扰电压，特别是高频共模干扰电压，和/或干扰电流，特别是高频共模干扰电流。该用电设备、这些供电线路以及该负荷连接到其上的这些金属元件然后可以起到天线的作用并且将该电磁干扰发射到外部环境中。这种影响的强度还取决于这些干扰电压的频率。

发明内容

针对这种背景，本发明的一个目的是说明一种装置，该装置至少部分地解决参考先有技术所概述的这些问题，该目标具体地是要说明一种装置，该装置通过多条电力线将一个电子组件连接到一个用电设备上，这样不发生或者很少发生辐射干扰。此外，该装置旨在是廉价的并且在车辆中是可灵活定位的、并且提供随后改进现有系统(改装)的选项。

这些目的是通过根据独立权利要求的特征的一种装置实现的。在对应的从属权利要求中限定了进一步的有利改进。应该指出，在权利要求书中单独存在的这些特征能够以在技术上有意义的任何方式彼此组合，并且展示出本发明的进一步改进。特别地与附图结合的说明提供了本发明的进一步优选改进的建议。

因此，用于机动车辆中的至少一个用电设备的操作的创造性装置至少包括：

-一个电子控制单元，该单元可以被连接到一个接地电位上，

-至少一个用电设备，

-至少一条电力线，该电力线该将该至少一个用电设备连接到该电子控制单元上，

-至少一个接地连接，该接地连接经由该电子控制单元将该至少一个用电设备连接到该接地电位上。

适当的用电设备的实例是通过多条电力线连接到一个电子组件(特别是一个控制器和/或调节单元)上的机动车辆中的一个电动驱动器或者一个电动开关、一个收音机、一个扩音器箱、一个天线或者一个类似的用电设备。该用电设备通过用于该接地电位的控制单元到一个接地连接点的连接用于避免和/或减少电磁辐射干扰。如果该电子组件发射电磁干扰，则所述干扰在用于该用电设备的这些供电线路中可以引起一个干扰电流，特别是一种高频共模电流。这些干扰电流然后可以由该负荷以电磁辐射干扰的形式发射。该用电设备与该接地电位之间的连接将这些干扰电流释放到接地电位并且因此而能够减少该辐射干扰。

接地电位具体地是指一个物品中的电位。在机动车辆的情况下，例如，车身可以是处于接地电位的一个物品。处于接地电位的一个物品与另一个部件(特别是一个控制单元或者一个用电设备)的电连接是通过接地连接来进行的，该接地连接导电性地将该部件连接到接地电位上或者处于接地电位的一个物品上。

例如，这些电力线可以用来提供带有电功率的一个用电设备和/或还用来传送电信号。如果该用电设备是一台电动机，则该电动机可以经由一个电子控制单元(特别是一个电子控制器)提供一个供电电压。该电动机可以通过特别使用脉宽调制(PWM)的电动控制单元来致动。

通常，这些电力线(或至少它们中的一条)以及该接地连接被制成具有一个不同的截面，并且该接地连接经常具有一个较大的截面，但这不是绝对必要的。

与本发明的一个进展相一致，提出一种装置，其中该至少一个用电设备包括至少一台电动机，其中该至少一台电动机还优选地具有一个壳体以及至少两个电接线端，在这些接线端中，一条对应的电力线被连接到一个电接线端上，并且特别地是该接地连接是连接到该壳体上。

在这些电力线中流动的干扰电流可以到达该壳体并且可以通过电容耦合从该壳体发射。来自该壳体辐射的电磁干扰现在通过该接地连接将该电动机的壳体、特别是该壳体的金属或者导电部分连接到该电子控制单元上而被减少，并且所述控制单元被连接到该接地电位上。

这些电力线相对于该接地连接的位置对于所发生的辐射干扰的强度具有一种影响。在本发明的随后的进展中说明了这些电力线相对于具有低辐射干扰的接地连接的位置。

与本发明的一个进展相一致，确定了连接路径的该至少一条电力线与该至少一个接地连接对于该连接路径的大部分而言是彼此相接触的，该大部分优选地是在该连接路径的至少70％或者甚至90％。

在这种情况下，该连接路径是指经由一个接地连接或者经由一条电力线从该用电设备到该电子控制单元的路径。该接地连接与一条电力线之间的接触还覆盖了该电力线(例如)离开该接地连接(或者这些直接彼此接触)不远于5cm(或者刚好2cm并且可能不超过0.8cm)的情况。这些电力线与该接地连接之间的接触还可以借助使这些电力线连接到该接地连接上来实现或者具有一个共享的套管并且以此方式形成包围这些电力线以及该接地连接的一条缆线。在这种情况下，这些电力线和该接地连接是彼此电气绝缘的。这所具有的优点是在机动车辆中的安装过程中只需要敷设一条缆线并且这些电力线已经相对于该接地连接处于一个适当的位置。

与本发明的一个进展相一致，提出一种装置，其中该至少一条电力线不与该至少一个接地连接相互缠绕。无缠绕还意味着该电力线不与该至少一个接地连接缠绕或者该电力线不围绕该接地连接缠绕，与电力线相比，接地连接经常是较粗的连接。这种缠绕能够对发生于该装置的辐射干扰的功率具有不利影响。

与本发明的一个进展相一致，提出一种装置，其中提供了多条电力线，其中一个接地连接是相对于多条电力线在中央定位的。这种定位的独特之处在于来自该装置的特别低的辐射干扰功率。

对于三条电力线和一个接地连接而言，该中央位置可以意味着例如将在第一与第二或者在第二与第三条线路之间的接地连接安排在一个平面内，或者指这些线路是沿环绕该接地连接的一条假想的空心圆柱定位的。

与本发明的一个进展相一致，提出一种装置，其中在一个平面内安排两条电力线并且在它们之间定位一个单个的接地连接。换言之，这还指这两条电力线是位于外部并且在它们之间可能以人们已知的带状物的方式定位一个接地连接并且这两条线路均接触。这样一种安排允许这些线路在车辆中的简单敷设，同时使来自该装置的辐射干扰功率最小化。

此外，本发明提出使用该装置来移动机动车辆上的一个折板。该折板可以具体的是门、滑动门、滑动顶篷、后车门、车窗、引擎罩、加油口折板或者机动车辆的另一个移动的、可枢转的和/或可移动的部件。由于具有特别的优点，本发明可以与具有一种电子控制装置的门和/或滑动门结合使用。作为举例，这类控制装置可以安排在一个滑动门内并且被设计为与其一起移动。

具体地讲，这里所说明的根据本发明的装置可以使用在机动车辆中，其中可以将该至少一个用电设备安装在机动车辆的特别是被涂覆以便被电气绝缘的一个车身部件上。例如，车身部件被认为是门、货物支架、客厢以及类似的部件。被涂层以便被电气绝缘的车身部件特别是指涂漆的车身部件。如果一个车身部件被电连接到一个用电设备的壳体上并且这个车身部件是处于接地电位，则显著地减少了特别是由高频共模干扰电流在用于该用电设备的这些供电力线路上所引起的辐射干扰。然而，如果在该壳体与该车身部件之间的连接是非导电的(例如，由上漆导致的)，或者如果该车身部件不是处于接地电位(例如，因为它不是导电性地连接到另一个车身部件的接地电位上)，则该辐射干扰不会减少。相反，该车身部件于是可以起到天线的作用并且还将该辐射干扰进一步地放大。这个问题在这种情况下被安全地解决，这意味着对于汽车构造的大规模生产实际获得了多种优点。

优选地将根据本发明的装置使用在机动车辆中，其中一个用电设备具有用于操作机动车辆上的一个折板的一台电动机。

附图说明

现参见附图将更详细地说明本发明及其技术环境。应该指出，在附图中所展示的变体实施方案并非限制本发明。通常，在所有附图中，相同的部件配备有相同的参考符号，在附图中示意性地：

图1示出一种创造性装置，该装置被连接到机动车辆上并且被用于操作一个折板，

图2示出一个电动控制单元与一个用电设备之间的多个接线端和多个连接，

图3示出在一个已知的装置中对于长波测量的电平特性曲线，

图4示出在根据本发明的一种装置中对于长波测量出电平特性曲线，

图5示出在一种已知装置中对于中波测量出的电平特性曲线，并且

图6示出在根据本发明的一种装置中对于中波测量出的电平特性曲线。

具体实施方式

图1示出了一种创造性装置1，该装置被连接到机动车辆2上并且被用于移动一个折板11。电子控制单元4通过一个第二接地连接3被连接到机动车辆2的接地电位15上。电动控制单元4经由第一电力线8和第二电力线12提供用电设备10。用电设备10通过一个第一接地线路14连接到电动控制单元4上。用电设备10还被安装在一个车身部件20上并且被用于移动折板11。由电子控制单元4发射的干扰已在之前在第一电力线8和第二电力线12中引起高频共模干扰5和高频简正模干扰6。特别是，该共模干扰然后已被发射到外部环境。这里所示的装置一直能够实质性地减少这种发射的功率。

图2示意地示出了电子控制单元4与该用电设备上的可能的连接和接线端，该用电设备在这种情况下是处于电动机16的形式。第一电力线8和第二电力线12通过一个第一电接线端17和一个第二电接线端18分别连接到一台电动机16上。电动机16被定位在一个壳体9中。第一电力线8和第二电力线12表意性地通过第一电容耦合7和第二电容耦合13连接到壳体9上。该安排包括电动机16、线路8和12以及壳体9，因此具有一个寄生性电容耦合。壳体9通过一个第一接地连接14连接到电动控制单元4上。第一接地连接14相对于一个连接路径19的大部分是处于中央的并且是在第一电力线8与第二电力线12之间的一个平面21内。

共模干扰5从第一电力线8和第二电力线12电容性地传到电动机16的壳体9上。共模干扰从壳体9经由一个接地连接14被发送到电子控制单元4，共模干扰从该电子控制单元连接到一个接地电位15上。这导致实质性地更低的辐射干扰。第一接地连接14、第一电力线8和第二电力线12相对于彼此之间的空间位置同样促进减少了的辐射干扰。

图3和图4示意地示出了来自一个已知装置(图3)和与之相比的一个创造性装置(图4)的对于辐射干扰测量的电平特性曲线26。在此背景下，已对一台电动机进行了检查，该电动机用于打开或者枢转一个后车门或者用于打开和关闭多个滑动门。在这种情况下，首先考虑了长波，例如，特别是在150kHz至300kHz的范围内，所示的频率范围25刚好延伸经过这个范围。还示出一个第一限度22，该限度具体地展示了机动车辆中的其他部件的最大耐受性(例如，10dbμV；10分贝微伏)。可以看到，电平特性曲线26的这些峰值或者最大值达到了对于辐射干扰24的水平达到这个第一限度22(参照图3)的两倍、三倍、四倍或者甚至更多的倍数。相比之下，图4示出了电平特性曲线26(该特性曲线能够由一个创造性变化来达到)，所述电平特性曲线在这里所考虑的整个频率范围25上保持在第一限度22以下。

同样对于中频范围(特别是在从500kHz至1.7MHz的频率范围25中)的一种相应的方式来进行了研究，在图5和图6中比较了所进行的测量。在这种情况下，考虑了一个第二限度23，所述限度较低特别是低于第一限度22，例如，6dBμV。在这两个附图之间的比较还揭示出本创造性装置的出人意料的积极效果，这再一次是以举例的方式对于机动车辆的滑动门的电动机进行测试的。还有可能确立的是，本发明在直到近似1.7MHz的频率范围内是特别有效的，因为在这里特别是拒绝了所有明显的EMC的极大值。

参考符号清单

1   装置

2   机动车辆

3   第二接地连接

4   电子控制单元

5   共模干扰

6   简正模干扰

7   第一电容耦合

8   第一电力线

9   壳体

10  用电设备

11  折板

12  第二电力线

13  第二电容耦合

14  第一接地连接

15  接地电位

16  电动机

17  第一电接线端

18  第二电接线端

19  连接路径

20  车身部件

21   平面

22   第一限度

23   第二限度

24   辐射干扰的水平

25   频率范围

26   电平特性曲线

Claims (9)

1.一种装置(1)，用于在机动车辆(2)中的至少一个用电设备(10)的操作，至少包括：

-一个电子控制单元(4)，该单元可以连接到一个接地电位(15)上，

-至少一个用电设备(10)，

-至少一条电力线(8，12)，该电力线将该至少一个用电设备(10)连接到该电子控制单元(4)上，

-至少一个接地连接(14)，该接地连接经由该电子控制单元(4)将该至少一个用电设备(10)连接到该接地电位(15)上。

2.如权利要求1所述的装置(1)，其中该至少一个用电设备(10)包括至少一台电动机(16)，其中该至少一台电动机(16)还优选地具有一个壳体(9)以及至少两个电接线端(17，18)，其中一条对应的电力线(8，12)被连接到一个电接线端(17，18)上并且特别地是该接地连接(14)被连接到该壳体(9)上。

3.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中该至少一条电力线(8，12)以及该至少一个接地连接(14)确定了一个连接路径(19)并且对于该连接路径(19)的大部分它们彼此相接触，该大部分优选地是该连接路径(19)的至少70％或者甚至至少90％。

4.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中该至少一条电力线(8，12)不与该至少一个接地连接(14)相缠绕。

5.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中提供了多条电力线(8，12)，其中一个接地连接(14)是相对于该多条电力线(8，12)在中央定位的。

6.如权利要求5所述的装置(1)，其中两条电力线(8，12)被安排在一个平面(21)内，并且一个单个的接地连接(14)被定位在两者之间。

7.如以上权利要求之一所述的装置(1)用于移动一种机动车辆(2)上的一个折板(11)的用途。

8.一种具有如权利要求1至6之一所述的装置(1)的机动车辆(2)，其中该至少一个用电设备(10)被安装在该机动车辆(2)的特别是被涂覆以便被电气绝缘的一个车身元件(20)上。

9.如权利要求8所述的机动车辆(2)，其中一个用电设备(10)具有用于操作该机动车辆(2)上的一个折板(11)的一台电动机(16)。

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