DE102015212172A1

DE102015212172A1 - Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015212172A1
Application number: DE102015212172.0A
Authority: DE
Inventors: Georg Schulze-Icking-Konert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-05
Also published as: US9981531B2; CN106330006A; US20170005598A1; CN106330006B

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit (10), welche dazu vorgesehen ist, eine erste Antriebseinheit (16) mit einer ersten Betriebsfrequenz (fb1) aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und eine zweite Antriebseinheit (18) mit einer zweiten Betriebsfrequenz (fb2) aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall zu betreiben. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand die erste Antriebseinheit (16) und die zweite Antriebseinheit (18) zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen (fb1, fb2) zu betreiben und dabei die erste Betriebsfrequenz (fb1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (fb2) innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Es ist bereits eine Antriebsvorrichtung bekannt, mit zumindest zwei Antriebseinheiten und einer Steuereinheit, welche dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheiten jeweils mit einer unterschiedlichen und fixen Betriebsfrequenz aus einem Betriebsfrequenzintervall zu betreiben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit, welche dazu vorgesehen ist, eine erste Antriebseinheit mit einer ersten Betriebsfrequenz aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und eine zweite Antriebseinheit mit einer zweiten Betriebsfrequenz aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall zu betreiben.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu betreiben und, insbesondere zu einer Reduzierung von EMV-Störfeldern und/oder einer mittleren EMV-Abstrahlung, insbesondere EMV-Leistungsemission, dabei die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz, insbesondere in festgelegten und/oder festlegbaren, vorteilhaft äquidistanten, Zeitschritten, innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls, insbesondere zwischen einer minimalen Frequenz und einer maximalen Frequenz des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls, zu variieren. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Der Term „EMV“ steht dabei insbesondere für die elektromagnetische Verträglichkeit von technischen Geräten. Unter einer „Antriebsvorrichtung“ soll ferner insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Antriebssystems und vorteilhaft Kraftfahrzeugantriebssystems, insbesondere zum Antrieb eines Kühlgebläses, eines Klimageräts und/oder einer Fluidpumpe, wie beispielsweise einer Kühlmittelpumpe, verstanden werden. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung auch das gesamte Antriebssystem und vorteilhaft das gesamte Kraftfahrzeugantriebssystem, umfassen. Ferner kann die Antriebsvorrichtung insbesondere zumindest die erste Antriebseinheit und/oder die zweite Antriebseinheit umfassen. Zudem ist denkbar, dass die Antriebsvorrichtung weitere Antriebseinheiten, wie beispielsweise zumindest drei, zumindest vier und/oder zumindest fünf Antriebseinheiten umfasst, wobei die Steuereinheit insbesondere dazu vorgesehen sein kann, sämtliche Antriebseinheiten zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu betreiben und, insbesondere zu einer Reduzierung von EMV-Störfeldern und/oder einer mittleren EMV-Abstrahlung, insbesondere EMV-Leistungsemission, dabei die jeweilige Betriebsfrequenz innerhalb eines jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren.
Ferner soll unter einer „Antriebseinheit“ insbesondere eine, vorteilhaft getaktete, getaktet betriebene und/oder getaktet betreibbare, Einheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, mittels einer Energieumformung zumindest ein Objekt, vorteilhaft zumindest eine mechanische Einheit, anzusteuern und/oder vorteilhaft zumindest eine Kraft, besonders bevorzugt ein Drehmoment, auf das Objekt zu übertragen. Die Antriebseinheit kann dabei insbesondere als beliebige, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, insbesondere wechselstrombetriebene, wechselspannungsbetriebene, gleichstrombetriebene und/oder gleichspannungsbetriebene, Antriebseinheit ausgebildet sein, vorteilhaft als Motor, besonders bevorzugt als, insbesondere bürstenbehafteter und/oder bürstenloser, Elektromotor. Bevorzugt ist die Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug angeordnet und besonders bevorzugt Teil eines Kühlgebläses, eines Klimageräts und/oder einer Fluidpumpe, wie beispielsweise einer Kühlmittelpumpe. Vorteilhaft entspricht die Betriebsfrequenz zumindest im Wesentlichen einer Ansteuerfrequenz, vorteilhaft eines PWM-Steuersignals, insbesondere der Steuereinheit. Darunter, dass „die Betriebsfrequenz zumindest im Wesentlichen einer Ansteuerfrequenz“ entspricht soll insbesondere verstanden werden, dass die Betriebsfrequenz um höchstens 10 %, vorteilhaft um höchstens 5 % und besonders bevorzugt um höchstens 2 % von der Ansteuerfrequenz abweicht. Eine untere Grenze und/oder eine minimale Frequenz des Betriebsfrequenzintervalls ist dabei vorteilhaft wenigstens durch eine Hörschwelle definiert und/oder vorgegeben und beträgt insbesondere zumindest 15 kHz und besonders bevorzugt zumindest 16 kHz. Ferner ist eine obere Grenze und/oder eine maximale Frequenz des Betriebsfrequenzintervalls bevorzugt wenigstens durch einen, insbesondere vorgegebenen und/oder vorgebbaren, Schaltverlustgrenzwert und/oder Leistungsverlustgrenzwert, insbesondere der Antriebseinheit, definiert und/oder vorgegeben und beträgt insbesondere maximal 30 kHz und besonders bevorzugt maximal 20 kHz. Ein Überlappungsbereich der Betriebsfrequenzintervalle, insbesondere zumindest des ersten Betriebsfrequenzintervalls und des zweiten Betriebsfrequenzintervalls, beträgt dabei vorteilhaft zumindest 0,1 kHz, vorzugsweise zumindest 0,5 kHz und besonders bevorzugt zumindest 1 kHz.
Unter einer „Steuereinheit“ soll ferner insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Recheneinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebs-, Steuer- und/oder Regelprogramm, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden, verstanden werden. Insbesondere könnte die Steuereinheit dabei mehrere, insbesondere separat voneinander ausgebildete, Steuergeräte und/oder Controller, insbesondere Mikrocontroller, insbesondere zumindest zwei, zumindest drei, zumindest vier und/oder zumindest fünf Steuergeräte und/oder Controller, insbesondere Mikrocontroller, umfassen, welche vorteilhaft über zumindest eine, bevorzugt separate, Signalleitung und/oder einen Kommunikationsbus kommunizieren und insbesondere jeweils dazu vorgesehen sind, genau eine der Antriebseinheiten zu betreiben. Vorteilhaft weist die Steuereinheit jedoch genau ein Steuergerät und/oder genau einen Controller, insbesondere Mikrocontroller, auf, welches/welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheiten, insbesondere zumindest die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit, zu betreiben. Vorteilhaft ist die Steuereinheit ferner dazu vorgesehen, einen Betrieb der Antriebseinheiten, insbesondere zumindest der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit, regelmäßig und/oder periodisch zu synchronisieren. Durch diese Ausgestaltung kann eine Antriebsvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere einer Abstrahleffizienz, insbesondere EMV-Abstrahleffizienz, und/oder einer Kosteneffizienz, bereitgestellt werden. Dabei kann insbesondere eine Überlagerung und/oder Addition von EMV-Störfeldern und/oder einer Peak-EMV-Abstrahlung vermieden werden, vorteilhaft bei gleichzeitiger Reduktion einer mittleren EMV-Abstrahlung, wodurch insbesondere gesetzliche Grenzwerte eingehalten werden können. Zudem kann vorteilhaft auf bauliche Änderungen und/oder Neu-Verkabelungen, insbesondere zu einer Reduzierung der EMV-Abstrahlung, verzichtet werden, wodurch vorteilhaft Kosten gesenkt und eine Produktion verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz innerhalb eines Überlappungsbereichs der Betriebsfrequenzintervalle, insbesondere zumindest des ersten Betriebsfrequenzintervalls und des zweiten Betriebsfrequenzintervalls, zu variieren. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhafter Betrieb erreicht werden.
Ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz monoton, vorteilhaft streng monoton, besonders bevorzugt linear, insbesondere steigend und/oder fallend, über zumindest drei Frequenzschritte und vorteilhaft über ein gesamtes jeweiliges Betriebsfrequenzintervall zu variieren, kann insbesondere ein Steueralgorithmus vereinfacht werden, wodurch vorteilhaft ein Betrieb optimiert werden kann.
Eine besonders einfache Ansteuerung kann insbesondere dann erreicht werden, wenn die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz in äquidistanten Frequenzschritten zu variieren.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz ausgehend von einer minimalen Frequenz, insbesondere der bereits zuvor genannten minimalen Frequenz, bis zu einer maximalen Frequenz, insbesondere der bereits zuvor genannten maximalen Frequenz, des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls und/oder ausgehend von der maximalen Frequenz bis zu der minimalen Frequenz des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren. Hierdurch kann insbesondere eine besonders effektive Reduzierung von EMV-Störfeldern und/oder einer mittleren EMV-Abstrahlung erreicht werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand eine Ansteuerung und/oder einen Betrieb der ersten Antriebseinheit und/oder der zweiten Antriebseinheit periodisch fortzusetzen. In diesem Zusammenhang soll unter der Wendung „periodisch fortsetzen“ insbesondere verstanden werden, dass ein Ansteuersignal der Steuereinheit eine Periodizität aufweist und/oder einer periodischen Funktion entspricht und/oder die Steuereinheit insbesondere dazu vorgesehen ist, das Ansteuersignal und/oder die Betriebsfrequenzen periodisch zu variieren. Vorteilhaft ist die Steuereinheit dabei dazu vorgesehen, die Antriebseinheiten, insbesondere zumindest die erste Antriebseinheit und/oder die zweite Antriebseinheit, derart zu betreiben, dass die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz periodisch, insbesondere ausgehend von der minimalen Frequenz bis zu der maximalen Frequenz und/oder ausgehend von der maximalen Frequenz bis zu der minimalen Frequenz, variiert. Hierdurch kann insbesondere eine Steuerung vereinfacht und/oder eine Leistungseffizienz verbessert werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit zu jedem Zeitpunkt und/oder dauerhaft gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zu betreiben. Hierdurch kann insbesondere ein gleichbleibender Betrieb der Antriebseinheiten erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Betriebsfrequenzintervall identisch zu dem zweiten Betriebsfrequenzintervall ist. Hierdurch kann insbesondere eine Leistungseffizienz weiter verbessert, eine mittlere EMV-Abstrahlung weiter reduziert und/oder Schaltverluste wirkungsvoll minimiert werden.
Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, beim gleichzeitigen Betrieb, insbesondere in dem Betriebszustand, der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit einen Frequenzabstand zwischen der ersten Betriebsfrequenz und der zweiten Betriebsfrequenz zumindest im Wesentlichen konstant zu halten. In diesem Zusammenhang soll unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen konstant“ insbesondere verstanden werden, dass der Frequenzabstand zwischen den Betriebsfrequenzen um höchstens 10 %, vorzugsweise höchstens 5 % und besonders bevorzugt höchstens 2 % schwankt. Hierdurch kann insbesondere ein Steueralgorithmus weiter vereinfacht werden.
Ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, beim gleichzeitigen Betrieb, insbesondere in dem Betriebszustand, der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit einen Frequenzabstand zwischen der ersten Betriebsfrequenz und der zweiten Betriebsfrequenz zu maximieren, kann insbesondere eine mittlere EMV-Abstrahlung reduziert und/oder eine Überlagerung einer Peak-EMV-Abstrahlung vorteilhaft vermieden werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung, wobei eine erste Antriebseinheit mit einer ersten Betriebsfrequenz aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und eine zweite Antriebseinheit mit einer zweiten Betriebsfrequenz aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall betrieben wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Betriebszustand die erste Antriebseinheit und die zweite Antriebseinheit zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen betrieben werden und, insbesondere zu einer Reduzierung von EMV-Störfeldern und/oder einer mittleren EMV-Abstrahlung, insbesondere EMV-Leistungsemission, dabei die erste Betriebsfrequenz und/oder die zweite Betriebsfrequenz, insbesondere in festgelegten und/oder festlegbaren, vorteilhaft äquidistanten, Zeitschritten, innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls, insbesondere zwischen einer minimalen Frequenz und einer maximalen Frequenz des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls, variiert wird. Hierdurch können insbesondere eine Effizienz, insbesondere eine Abstrahleffizienz, insbesondere EMV-Abstrahleffizienz, und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden und insbesondere eine Überlagerung von EMV-Störfeldern und/oder einer Peak-EMV-Abstrahlung bei gleichzeitiger Reduktion einer mittleren EMV-Abstrahlung vermieden werden.
Die Antriebsvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 ein Antriebssystem mit einer Antriebsvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
2 Betriebssignale einer ersten Antriebseinheit und einer zweiten Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein beispielhaftes als Kraftfahrzeugantriebssystem ausgebildetes Antriebssystem 19 in einer schematischen Darstellung. Im vorliegenden Fall ist das Antriebssystem 19 zum Antrieb eines Kühlgebläses vorgesehen. Alternativ kann ein Antriebssystem jedoch auch als beliebiges anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Antriebssystem, vorteilhaft Kraftfahrzeugantriebssystem, ausgebildet sein, wie beispielsweise als Antriebssystem zum Antrieb für ein Klimagerät und/oder eine Fluidpumpe. Das Antriebssystem umfasst eine Antriebsvorrichtung.
Die Antriebsvorrichtung weist eine erste Antriebseinheit 16 auf. Die erste Antriebseinheit 16 ist, insbesondere zu einer Einstellung und/oder Änderung einer Drehzahl, getaktet betreibbar. Die erste Antriebseinheit 16 ist als Gleichstrommotor ausgebildet. Die erste Antriebseinheit 16 ist als Elektromotor ausgebildet. Die erste Antriebseinheit 16 ist dabei als permanentmagnetisch erregbarer Elektromotor ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist die erste Antriebseinheit 16 als bürstenbehafteter Elektromotor ausgebildet. Die erste Antriebseinheit 16 ist im vorliegenden Fall als Kühlgebläsemotor ausgebildet. Ferner umfasst die Antriebsvorrichtung eine zweite Antriebseinheit 18. Die zweite Antriebseinheit 18 ist zumindest im Wesentlichen identisch, insbesondere abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten identisch, zu der ersten Antriebseinheit 16 ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass eine erste Antriebseinheit und/oder eine zweite Antriebseinheit als beliebige andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Antriebseinheit ausgebildet ist, wie beispielsweise als bürstenloser Elektromotor. Zudem könnten eine erste Antriebseinheit und eine zweite Antriebseinheit zumindest teilweise unterschiedlich voneinander ausgebildet sein. Auch ist denkbar, dass eine Antriebsvorrichtung weitere, insbesondere zu der ersten Antriebseinheit und/oder der zweiten Antriebseinheit zumindest im Wesentlichen identisch oder unterschiedlich ausgebildete Antriebseinheiten, insbesondere zumindest drei, zumindest vier, zumindest fünf und/oder zumindest sechs Antriebseinheiten aufweist.
Die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 sind im vorliegenden Fall strombetrieben ausgebildet. Zur Bereitstellung eines hierzu benötigten Betriebsstroms umfasst die Antriebsvorrichtung zumindest eine Verstärkereinheit 12, 14. Im vorliegenden Fall weist die Antriebsvorrichtung zwei Verstärkereinheiten 12, 14 auf. Die Verstärkereinheiten 12, 14 sind mit den Antriebseinheiten 16, 18 verbunden, im vorliegenden Fall insbesondere mittels einer elektrischen Verbindung. Die Verstärkereinheiten 12, 14 sind zumindest im Wesentlichen identisch, insbesondere abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten identisch, zueinander ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die Verstärkereinheiten 12, 14 als Endstufen, insbesondere Motorendstufen, ausgebildet. Alternativ ist denkbar, auf zumindest eine Verstärkereinheit zu verzichten und/oder weitere Verstärkereinheiten vorzusehen. Auch könnten Verstärkereinheiten zumindest teilweise unterschiedlich voneinander ausgebildet sein. Zudem ist denkbar, dass eine Antriebsvorrichtung weitere Einheiten, wie beispielsweise Filtereinheiten und/oder Umsetzer, insbesondere Analog-Digital-Umsetzer, Konverter und/oder Wandler, aufweist.
Darüber hinaus umfasst die Antriebsvorrichtung eine Steuereinheit 10. Die Steuereinheit 10 weist im vorliegenden Fall genau ein Steuergerät auf. Die Steuereinheit 10 ist dazu vorgesehen, einen Betrieb der Antriebsvorrichtung und/oder des Antriebssystems 19 zu steuern und/oder zu regeln. Dazu weist die Steuereinheit 10 eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit hinterlegtes Betriebsprogramm auf, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Ferner ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 zu betreiben. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, einen Betrieb der Antriebseinheiten 16, 18 mittels einer Ansteuerung der Verstärkereinheiten 12, 14 zu steuern und/oder zu regeln. Ein Steuersignal der Steuereinheit 10 entspricht dabei einem PWM-Steuersignal. Zudem weist die Steuereinheit 10 dazu eine Verbindung, im vorliegenden Fall insbesondere eine elektrische Verbindung, mit den Verstärkereinheiten 12, 14 auf. Alternativ jedoch auch denkbar, dass eine Antriebsvorrichtung frei von Verstärkereinheiten ist und/oder eine Steuereinheit dazu vorgesehen ist, insbesondere zu einem Betrieb der Antriebseinheiten, die Antriebseinheiten unmittelbar anzusteuern. Zudem könnte eine Steuereinheit eine von einer elektrischen Verbindung abweichende Verbindung mit zumindest einer Verstärkereinheit und/oder zumindest einer Antriebseinheit aufweisen, wie beispielsweise eine drahtlose Verbindung, insbesondere eine Funkverbindung. Auch ist denkbar, dass eine Steuereinheit mehrere Steuergeräte und/oder Controller aufweisen könnte.
Die Steuereinheit 10 ist dazu vorgesehen, die erste Antriebseinheit 16 mit einer ersten Betriebsfrequenz zu betreiben. Zudem ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die zweite Antriebseinheit 18 mit einer zweiten Betriebsfrequenz zu betreiben. In einem ersten Betriebszustand kann die Steuereinheit 10 dabei dazu vorgesehen sein, lediglich eine der Antriebseinheiten 16, 18 zu betreiben. Zudem kann die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen sein, in einem zweiten Betriebszustand die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 gleichzeitig mit einer festen Betriebsfrequenz zu betreiben. Auch kann die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen sein, in einem dritten Betriebszustand die erste Antriebseinheit 16 mit einer ersten Betriebsfrequenz aus einem Betriebsfrequenzintervall und die zweite Antriebseinheit 18 mit einer zweiten Betriebsfrequenz aus einem weiteren Betriebsfrequenzintervall zu betreiben, wobei das Betriebsfrequenzintervall und das weitere Betriebsfrequenzintervall überlappungsfrei sind.
Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 jedoch in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen, die erste Antriebseinheit 16 mit einer ersten Betriebsfrequenz f_b1 aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und die zweite Antriebseinheit 18 mit einer zweiten Betriebsfrequenz f_b2 aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall zu betreiben, dabei die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 zu betreiben und dabei die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren. Hierdurch können, insbesondere bei einem Betrieb elektrischer und/oder elektronischer Geräte stets auftretende, EMV-Störfelder, insbesondere der Antriebseinheiten 16, 18 und/oder der Verstärkereinheiten 12, 14, reduziert werden. Insbesondere kann aufgrund des Betriebs der Antriebseinheiten 16, 18 mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 eine Überlagerung und/oder eine Addition einer Peak-EMV-Abstrahlung vermieden werden. Zudem kann durch die Variation der ersten Betriebsfrequenz f_b1 und/oder der zweiten Betriebsfrequenz f_b2 eine mittlere EMV-Abstrahlung und/oder eine mittlere EMV-Leistungsemission, insbesondere bei zeitlichen Mittelwertmessungen, reduziert werden, wodurch vorteilhaft gesetzliche Grenzwerte eingehalten werden können.
Einen derartigen, insbesondere beispielhaften, Betriebszustand zeigt nun 2. Auf einer Abszissenachse 20 ist eine Zeit dargestellt. Eine Ordinatenachse 22 ist als Größenachse, insbesondere als Frequenzachse, ausgebildet. Eine Kurve 24, insbesondere eine Zeit-Betriebsfrequenz-Kurve, zeigt einen Betriebsverlauf, insbesondere über eine Periode, der ersten Antriebseinheit 16. Die Kurve 24 zeigt einen zeitlichen Verlauf der ersten Betriebsfrequenz f_b1. Eine Kurve 26, insbesondere eine Zeit-Betriebsfrequenz-Kurve, zeigt einen Betriebsverlauf, insbesondere über eine Periode, der zweiten Antriebseinheit 18. Die Kurve 26 zeigt einen zeitlichen Verlauf der zweiten Betriebsfrequenz f_b2.
Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 zu jedem Zeitpunkt und/oder dauerhaft gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 zu betreiben. Zudem ist das zweite Betriebsfrequenzintervall identisch zu dem ersten Betriebsfrequenzintervall. Eine minimale Frequenz f₁ der Betriebsfrequenzintervalle beträgt dabei 16 kHz. Eine maximale Frequenz f₂ der Betriebsfrequenzintervalle beträgt 17,7 kHz.
Die Steuereinheit 10 ist dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 innerhalb eines Überlappungsbereichs der Betriebsfrequenzintervalle zu variieren. Dabei ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 in äquidistanten Zeitschritten zu variieren, insbesondere zwischen 0,1 ms und 100 ms, vorteilhaft zwischen 0,5 ms und 50 ms und besonders bevorzugt zwischen 1 ms und 10 ms. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 in äquidistanten Zeitschritten von 2 ms zu variieren. Zudem ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 in äquidistanten Frequenzschritten zu variieren, insbesondere zwischen 30 Hz und 160 Hz, vorteilhaft zwischen 40 Hz und 140 Hz, vorzugsweise zwischen 50 Hz und 120 Hz und besonders bevorzugt zwischen 60 Hz und 100 Hz. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 in äquidistanten Frequenzschritten von 68 Hz zu variieren. Ferner ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 monoton, insbesondere linear steigend, über das gesamte erste Betriebsfrequenzintervall und/oder das gesamte zweite Betriebsfrequenzintervall zu variieren. Dabei ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die erste Betriebsfrequenz f_b1 und die zweite Betriebsfrequenz f_b2 ausgehend von der minimalen Frequenz f₁ bis zu der maximalen Frequenz f₂ zu variieren. Alternativ ist denkbar, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine erste Betriebsfrequenz und eine zweite Betriebsfrequenz linear fallend oder linear fallend und linear steigend über ein gesamtes erstes Betriebsfrequenzintervall und/oder ein gesamtes zweites Betriebsfrequenzintervall zu variieren.
Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 somit dazu vorgesehen, die Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 der Antriebseinheiten 16, 18 in 25 Frequenzschritten alle 2 ms zwischen 16 kHz und 17,7 kHz zu variieren. Zudem ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand eine Ansteuerung der Antriebseinheiten 16, 18 periodisch fortzusetzen. Eine Periodendauer t ist dabei abhängig von einer Anzahl von Frequenzschritten, insbesondere zwischen der minimalen Frequenz f₁ und der maximalen Frequenz f₂, und einer Anzahl von Zeitschritten, insbesondere zwischen der minimalen Frequenz f₁ und der maximalen Frequenz f₂, und beträgt im vorliegenden Fall insbesondere 50 ms. Demzufolge ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, die Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 der Antriebseinheiten 16, 18 in 25 Frequenzschritten alle 2 ms ausgehend von 16 kHz bis 17,7 kHz zu variieren und unmittelbar anschließend wiederum die Betriebsfrequenzen f_b1, f_b2 der Antriebseinheiten 16, 18 in 25 Frequenzschritten alle 2 ms ausgehend von 16 kHz bis 17,7 kHz zu variieren. Hierdurch kann insbesondere eine mittlere EMV-Abstrahlung und/oder eine mittlere EMV-Leistungsemission, insbesondere bei zeitlichen Mittelwertmessungen, reduziert werden.
Insbesondere um eine Überlagerung und/oder eine Addition einer Peak-EMV-Abstrahlung zu vermeiden, ist die Steuereinheit 10 ferner dazu vorgesehen, die erste Antriebseinheit 16 und die zweite Antriebseinheit 18 zeitlich versetzt zu betreiben. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, beim gleichzeitigen Betrieb der Antriebseinheiten 16, 18 einen Frequenzabstand f_d zwischen der ersten Betriebsfrequenz f_b1 und der zweiten Betriebsfrequenz f_b2 zu maximieren. Ein maximaler Frequenzabstand f_d entspricht somit im vorliegenden Fall einer mittleren Frequenz des ersten Betriebsfrequenzintervalls und/oder des zweiten Betriebsfrequenzintervalls, im vorliegenden Fall insbesondere 850 Hz. Zudem ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, den Frequenzabstand f_d zwischen der ersten Betriebsfrequenz f_b1 und der zweiten Betriebsfrequenz f_b2 in dem Betriebszustand konstant zu halten. Dazu ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen, einen Betrieb der Antriebseinheiten 16, 18 regelmäßig, im vorliegenden Fall insbesondere periodisch, zu synchronisieren. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 10 dazu vorgesehen einen Betrieb der Antriebseinheiten 16, 18 alle 50 ms zu synchronisieren.
Die in der vorliegenden Beschreibung aufgeführten Werte und/oder Größen sollen dabei lediglich einen möglichen Betrieb der Antriebsvorrichtung und/oder des Antriebssystems 19 beschreiben und sind somit keinesfalls einschränkend zu werten.

Claims

Antriebsvorrichtung mit zumindest einer Steuereinheit (10), welche dazu vorgesehen ist, eine erste Antriebseinheit (16) mit einer ersten Betriebsfrequenz (f_b1) aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und eine zweite Antriebseinheit (18) mit einer zweiten Betriebsfrequenz (f_b2) aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall zu betreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand die erste Antriebseinheit (16) und die zweite Antriebseinheit (18) zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen (f_b1, f_b2) zu betreiben und dabei die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) innerhalb eines Überlappungsbereichs der Betriebsfrequenzintervalle zu variieren.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) monoton über zumindest drei Frequenzschritte zu variieren.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) in äquidistanten Frequenzschritten zu variieren.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) ausgehend von einer minimalen Frequenz (f₁) bis zu einer maximalen Frequenz (f₂) des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls und/oder ausgehend von der maximalen Frequenz (f₂) bis zu der minimalen Frequenz (f₁) des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls zu variieren.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand eine Ansteuerung der ersten Antriebseinheit (16) und/oder der zweiten Antriebseinheit (18) periodisch fortzusetzen.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand die erste Antriebseinheit (16) und die zweite Antriebseinheit (18) zu jedem Zeitpunkt gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen (f_b1, f_b2) zu betreiben.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betriebsfrequenzintervall identisch zu dem zweiten Betriebsfrequenzintervall ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, beim gleichzeitigen Betrieb der ersten Antriebseinheit (16) und der zweiten Antriebseinheit (18) einen Frequenzabstand (f_d) zwischen der ersten Betriebsfrequenz (f_b1) und der zweiten Betriebsfrequenz (f_b2) zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) dazu vorgesehen ist, beim gleichzeitigen Betrieb der ersten Antriebseinheit (16) und der zweiten Antriebseinheit (18) einen Frequenzabstand (f_d) zwischen der ersten Betriebsfrequenz (f_b1) und der zweiten Betriebsfrequenz (f_b2) zu maximieren.
Antriebssystem (19) mit zumindest einer Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine erste Antriebseinheit (16) mit einer ersten Betriebsfrequenz (f_b1) aus einem ersten Betriebsfrequenzintervall und eine zweite Antriebseinheit (18) mit einer zweiten Betriebsfrequenz (f_b2) aus einem zumindest teilweise mit dem ersten Betriebsfrequenzintervall überlappenden zweiten Betriebsfrequenzintervall betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Betriebszustand die erste Antriebseinheit (16) und die zweite Antriebseinheit (18) zumindest zeitweise gleichzeitig mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen (f_b1, f_b2) betrieben werden und dabei die erste Betriebsfrequenz (f_b1) und/oder die zweite Betriebsfrequenz (f_b2) innerhalb des jeweiligen Betriebsfrequenzintervalls variiert wird.