DE102020112576A1

DE102020112576A1 - Verfahren zur Ansteuerung eines elektronischen Systems

Info

Publication number: DE102020112576A1
Application number: DE102020112576.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Pohl; Martin Blinzler
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2022-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektronischen Systems (1) für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das System (1) mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) aufweist, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind und welche von mindestens einer Steueranordnung (9, 10, 11) des elektronischen Systems (1) in einer Ansteuerroutine mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt werden. Es wird vorgeschlagen, dass für die Ansteuerroutine mittels der mindestens einen Steueranordnung (9, 10, 11) den Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgegeben werden, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektronischen Systems für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein elektronisches System für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Die Umsetzung von Komfortfunktionen bei Kraftfahrzeugen zur Erhöhung der Bedienerfreundlichkeit kommt eine immer höhere Bedeutung zu. Entsprechende Komfortfunktionen umfassen unter anderem die motorische Verstellung von Verstellelementen, beispielsweise von Klappen wie Heckdeckeln, Heckklappen, Fronthauben, Türen, insbesondere Seiten- oder Hecktüren oder dergleichen. Weiter werden auch Näherungssensorsysteme eingesetzt, mittels welcher die Annäherung des Bedieners und insbesondere Bedienergesten erfasst werden. Die Erfassung über das Näherungssensorsystem dient vorzugsweise dem Auslösen der genannten motorischen Verstellung des Verstellelements, sodass entsprechend ein berührungsloser Zugang zum Kraftfahrzeug möglich wird.
Die hier in Rede stehenden elektronischen Systeme für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs weisen Verbrauchereinheiten auf, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind. Beispiele für die Verbrauchereinheiten sind elektrische Antriebe für die vorhergehend genannte motorische Verstellung, welche mit einem pulsweitenmodulierten Leistungssignal angesteuert werden, und Sensorelektroden, welche zur Ermittlung einer kapazitativen Abstandsinformation mit einem periodischen Leistungssignal beaufschlagt werden.
Eine Herausforderung besteht bei entsprechenden Systemen darin, das periodische Leistungssignal hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit - EMV - des Systems möglichst weitgehend zu optimieren. Mit steigender Anforderung an die Bedienerfreundlichkeit erhöht sich allerdings auch die Komplexität der elektronischen Systeme zur Bereitstellung der Komfortfunktionen, wobei mehrere Verbrauchereinheiten zur Aufnahme von periodischen Leistungssignalen vorgesehen sind.
Aus der DE 10 2012 009 856 B3 ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs mit mehreren elektrischen Antrieben bekannt. Die Antriebe werden in einer Ansteuerroutine mit jeweils einem pulsweitenmodulierten Leistungssignal zur motorischen Verstellung der Klappe beaufschlagt, wobei die Frequenzen des pulsweitenmodulierten Leistungssignal pseudozufällig bestimmt werden können.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Betrieb von elektronischen Systemen für Komfortfunktionen eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Verbrauchereinheiten hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit weiter zu optimieren.
Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Ausgegangen wird davon, dass für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, wie die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, vorgegeben werden. Die Kenngrößen werden einer Abstimmung zueinander unterzogen, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Systems zu verbessern.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass für die Ansteuerroutine mittels der mindestens einen Steueranordnung den Verbrauchereinheiten zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgegeben werden, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten.
Es wurde erkannt, dass anhand der Abstimmungsvorschrift ermöglicht wird, die Intensität der Störabstrahlung der Verbrauchereinheiten zu reduzieren und die Störabstrahlung in für weitere elektrische Geräte des Kraftfahrzeugs unkritische Frequenzbereiche zu verschieben oder die Störabstrahlung zumindest teilweise zu unterdrücken. Insbesondere kann auch die maximale Stromaufnahme im elektronischen System verringert werden, sodass die elektronischen Komponenten des Systems kostengünstiger aufgebaut werden können.
Die Ansprüche 2 und 3 betreffen die bereits eingangs genannten, besonders bevorzugten Ausgestaltungen des im vorschlaggemäßen Verfahren eingesetzten elektronischen Systems, mit welchen das System eine Antriebsanordnung für ein Verstellelement und/oder ein kapazitives Näherungssensorsystem aufweist.
Die ebenfalls besonders bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 betreffen eine Vorgabe einer Phasenverschiebung zwischen den Leistungssignalen durch die Abstimmungsvorschrift. Über die Phasenverschiebung wird erreicht, dass die periodischen Leistungssignale bedingten Emissionen der Verbrauchereinheiten sich teilweise ausgleichen, was zu einer Reduzierung der Störabstrahlung und sogar zu einer Auslöschung von periodischen Anteilen führen kann. Eine Reduzierung der Störabstrahlung kann, vorzugsweise bei pulsweitenmodulierten Leistungssignalen, damit herbeigeführt werden, dass High-Zeiten eines Leistungssignal überwiegend gleichzeitig mit Low-Zeiten eines weiteren Leistungssignals auftreten.
Die Phasenverschiebung kann gemäß Anspruch 5 mit einer besonders einfach umzusetzenden Ausgestaltung als konstante Phasenverschiebung vorgegeben werden. Mit einer zeitlich variierenden, vorzugsweise zeitlich pseudozufällig variierenden, Phasenverschiebung wird dagegen erreicht, dass die Ansteuerung weniger empfindlich gegen eventuelle Ungenauigkeiten in der Abstimmung der Phasenlage ist.
Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 betreffen die Umsetzung einer Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen mittels der Abstimmungsvorschrift, womit ebenfalls eine verringerte Störabstrahlung erreicht werden kann.
Gegenstand der Ansprüche 9 und 10 ist eine Ausgestaltung des Verfahrens unter Verwendung eines Kommunikationsnetzwerks, vorzugsweise eines Local Interconnect Networks, über welches die Abstimmung der Kenngrößen vorgenommen werden kann. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Ausgestaltung mit den jeweiligen Verbrauchereinheiten zugeordneten, dezentralen Steueranordnungen, welche auch die Vorgabe der Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift vornehmen, sodass besonders geringe Anforderungen an das Kommunikationsnetzwerk sowie eine eventuell vorgesehene zentrale Steueranordnung gestellt werden.
Mittels einer der dezentralen Steueranordnungen kann im Rahmen einer solchen Ausgestaltung ebenfalls eine Kenngrößenreferenz vorgegeben werden, beispielsweise eine Referenz-Phasenlage (Anspruch 10). Hiermit werden vorteilhaft etwaige Abweichungen der Taktung der dezentralen Steueranordnungen mittels des Kommunikationsnetzwerks ausgeglichen.
Eine weitere Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit des Systems wird gemäß Anspruch 11 damit erreicht, dass die mindestens eine Steueranordnung eine Arbeitsfrequenz eines elektrischen Geräts des Kraftfahrzeugs erhält und/oder ermittelt, und dass die Abstimmungsvorgabe eine Frequenzabstandsvorgabe für die Frequenzen der Leistungssignale zu der Arbeitsfrequenz umfasst. Eventuell auftretende, unvermeidbare Störsignale können damit zumindest in zur Arbeitsfrequenz ausreichend beabstandete Frequenzbereiche verlagert werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein elektronisches System für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs als solches beansprucht, wobei das System mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten aufweist, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind und wobei mindestens eine Steueranordnung des elektronischen Systems in einer Ansteuerroutine die Verbrauchereinheiten mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt.
Wesentlich ist bei dieser weiteren Lehre, dass für die Ansteuerroutine die mindestens eine Steueranordnung den Verbrauchereinheiten zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgibt, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten. Insoweit darf zum vorschlaggemäßen System auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen System, welches eine Antriebsanordnung und ein kapazitatives Näherungssensorsystem aufweist,
2 die Antriebsanordnung und das kapazitatives Näherungssensorsystem gemäß 1 in einer schematischen Darstellung und
3 a) und b) beispielhafte Verläufe der elektrischen, periodischen Leistungssignale im Rahmen des vorschlagsgemäßen Verfahrens.

Das vorschlagsgemäße Verfahren ist zur Ansteuerung eines elektronischen Systems 1 für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs 2 vorgesehen, wobei das System mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten, hier die Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 aufweist.
Die Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 sind jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet und werden von mindestens einer Steueranordnung, hier den Steueranordnungen 9, 10, 11 des elektronischen Systems 1 in einer Ansteuerroutine mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt.
Zu den durch das System 1 bereitgestellten Komfortfunktionen darf auf die einleitenden Ausführungen verwiesen werden, wobei im Folgenden beispielhaft anhand der 1 und 2 auf eine motorische Verstellung eines Verstellelements des Kraftfahrzeugs sowie auf eine Ermittlung einer Abstandsinformation eingegangen wird.
Gemäß der dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung weist das elektronische System 1 eine Antriebsanordnung 12 für das Verstellelement, hier und vorzugsweise für eine Klappe 13, des Kraftfahrzeugs 2 auf. Der Begriff „Klappe“ ist vorliegend weit auszulegen. Entsprechend umfasst dieser Begriff eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Fronthaube, eine Tür, insbesondere eine Seiten- oder Hecktür oder dergleichen. Auch eine Schiebetür ist hiervon umfasst. Ebenso kann die Antriebsanordnung 12 der motorischen Verstellung anderer Verstellelemente dienen, beispielsweise von Innenraumelementen wie Lüfter oder von Außenelementen wie Seitenspiegeln, Leuchtelementen oder Türgriffen.
Die Antriebsanordnung 12 weist als Verbrauchereinheiten des Systems 1 elektrische Antriebe 3, 4 auf, die antriebstechnisch mit dem Verstellelement gekoppelt sind. Vorliegend ist die Klappe 13 über eine Klappenkinematik 14 um eine Drehachse 14a zwischen einer in 1 dargestellten Offenstellung und einer nicht dargestellten Schließstellung verschwenkbar. Hier und vorzugsweise sind die Antriebe 3, 4 auf gegenüberliegenden Seiten der Klappe 13 angeordnet und dafür eingerichtet, die Klappe 13 zwischen der Offen- und Schließstellung in beiden Schwenkrichtungen zu verstellen. Die elektrischen Antriebe 3, 4 werden von der mindestens einen Steueranordnung 9, 10, 11 in der Ansteuerroutine mit dem jeweiligen Leistungssignal, hier und vorzugsweise jeweils einem pulsweitenmodulierten Leistungssignal, zur motorischen Verstellung des Verstellelements beaufschlagt, hier um die klappe 13 zwischen der Offen- und Schließstellung zu bewegen.
Unter dem periodischen Leistungssignal wird ein elektrisches Signal verstanden, welches in der Ansteuerroutine zumindest zeitabschnittsweise kontinuierlich der Verbraucheinheit zugeführt wird und welches zumindest zeitabschnittsweise in der Ansteuerroutine einen periodischen Anteil aufweist. Mittels des Leistungssignals kann dem elektrischen Verbraucher entsprechend elektrische Energie zugeführt werden. Im Falle der Antriebsanordnung 12 wird mit dem jeweiligen Leistungssignal den Antrieben 3, 4 die elektrische Energie zur Bereitstellung der motorischen Verstellung zugeführt.
Gemäß der dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung weist das elektronische System 1 ein kapazitatives Näherungssensorsystem 15 des Kraftfahrzeugs 2 auf, wobei das Näherungssensorsystem 15 als Verbrauchereinheiten des Systems 1 Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 aufweist. Die Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 werden von der Steueranordnung 9 in der Ansteuerroutine mit dem jeweiligen Leistungssignal beaufschlagt und mittels der Steueranordnung 9 wird eine Abstandsinformationen der Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 ermittelt. Die Ermittlung der Abstandsinformationen erfolgt hier und vorzugsweise anhand der Bestimmung einer kapazitativen Messgröße der Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 auf Grundlage eines periodischen Signals, hier des Leistungssignals. In einer einfachen Ausgestaltung handelt es sich bei der Beaufschlagung der Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 mit einem jeweiligen Leistungssignal in der Ansteuerroutine um eine Beaufschlagung mit einem Wechselstrom.
Wesentlich ist nun, dass für die Ansteuerroutine mittels der mindestens einen Steueranordnung 9, 10, 11 den Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgegeben werden, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten.
Die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 bestimmt somit die Kenngrößen des periodischen Verlaufs wie die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale und ordnet diese den Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 für die Ansteuerroutine zu. Die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 beaufschlagt die Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 entsprechend dieser Zuordnung mit dem jeweiligen Leistungssignal. Die Kenngrößen können hierbei sowohl über den Verlauf der Ansteuerroutine jeweils konstant gehalten werden oder auch zeitlich variieren, wie nachfolgend noch deutlich wird. Bei der Abstimmungsvorschrift handelt es sich allgemein um eine Vorgabe dahingehend, welche Relation Kenngrößen der Leistungssignale zueinander einhalten müssen. Die Abstimmungsvorschrift kann auch weitere Vorgaben enthalten, beispielsweise welche Frequenzbereiche verwendet werden können, und/oder, vorzugsweise welche elektrische Leistung der jeweiligen Verbrauchereinheit zugeführt wird.
Bei den Kenngrößen des periodischen Verlaufs der Leistungssignale, welche von der Abstimmungsvorschrift umfasst sind, handelt es sich wie bereits angesprochen bevorzugt um die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade betreffende Kenngrößen. Die Leistungssignale können hierbei einen oder mehrere periodische Anteile aufweisen, wobei die Kenngrößen Frequenzwerte, Phasenwerte und/oder den Tastgrad einer oder mehrerer periodischen Anteile angeben.
Im Folgenden wird zur vereinfachten Darstellung der periodische Verlauf der Leistungssignale beispielhaft anhand der in 3 wiedergegebenen PWM-Stromsignale I₁, I₂ erläutert, welche näherungsweise die Form eines Rechtecksignals annehmen. Bei der Kenngröße betreffend die Frequenz handelt es sich hier entsprechend um die Schaltfrequenz des PWM-Stromsignals I₁, I₂, welche gleich dem Kehrwert aus der Zeitdauer eines PMW-Impulses und somit der Summe aus High-Zeit und Low-Zeit ist. Bei der Kenngröße betreffend die Phase handelt es sich hier um die zeitliche Lage des PMW-Impulses, insbesondere um den Zeitpunkt des Beginns des Anstiegs der High-Zeit. Bei der Kenngröße betreffend den Tastgrad handelt es sich hier um das Verhältnis der High-Zeit zur Summe aus High-Zeit und Low-Zeit eines PWM-Impulses.
Entsprechende Kenngrößen sind auch für andere Signalformen anzugeben, beispielsweise für die bereits im Zusammenhang mit dem Näherungssensorsystem 15 angesprochenen, als Wechselstrom ausgestalteten Leistungssignale, welche insbesondere eine sinusförmige Signalform aufweisen. Die Kenngrößen können hier unter anderem die Frequenzen und Phasen der Sinusform betreffen. Zudem kann insbesondere für das Näherungssensorsystem 15 vorgesehen sein, dass das Leistungssignal (zusätzlich) mit Aktiv- und Passiv-Phasen gepulst wird, wobei wiederum eine Frequenz der Impulse sowie eine Impulslänge, beispielsweise das Verhältnis der Länge der Aktiv-Phase zur Gesamtlänge von Aktiv- und Passiv-Phasen, als Kenngrößen herangezogen werden können.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird gemäß der Abstimmungsvorschrift eine Phasenverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben. Die Phasenverschiebung ist hierbei die Phasendifferenz zwischen den Leistungssignalen. In dem in 3a) dargestellten Beispiel der Leistungssignale ist das PWM-Stromsignal I₁, welches beispielsweise dem Antrieb 3 zugeführt wird, gegenüber dem PWM-Stromsignal I₂, welches beispielsweise dem Antrieb 4 zugeführt wird, phasenverschoben.
Vorzugsweise wird die Phasenverschiebung derart vorgegeben, dass High-Zeiten eines Leistungssignal überwiegend gleichzeitig mit Low-Zeiten eines weiteren Leistungssignals auftreten. Hiermit wird die Zeitdauer eines zeitlich gemeinsamen Auftretens der High-Zeiten der Leistungssignale verringert, sodass eine gegenseitige Verstärkung der Störabstrahlung vermindert wird. Mit überwiegend gleichzeitig ist gemeint, dass zumindest die Hälfte einer High-Zeiten gleichzeitig mit einer Low-Zeit auftritt. Hierzu kann ein Tastgrad von kleiner oder gleich 2/3 vorgegeben sein.
In 3a) und weiter vorzugsweise ist die Phasenverschiebung derart vorgegeben, dass die High-Zeiten eines Leistungssignal vollständig gleichzeitig mit Low-Zeiten auftreten. Hierfür kann die Summe der Tastgrade der Leistungssignale höchstens 1,0 betragen, wobei vorzugsweise bei zwei Leistungssignalen jeder Tastgrad als kleiner oder gleich 0,5 vorgegeben wird. Wie aus 3a) weiter ersichtlich ist, wird folglich ein Überschreiten des Maximalwerts I_max der PWM-Stromsignale I₁ und I₂ durch den Summenstrom I_S von I₁ und I₂ vermieden.
Bei den in 3a) dargestellten und insoweit bevorzugt im vorschlaggemäßen Verfahren eingesetzten Leistungssignalen ist die elektrische Leistung der Leistungssignale anhand der Abstimmungsvorschrift gleich vorgegeben, sodass die Verbrauchereinheiten mit der gleichen Leistung angesteuert werden. Im in 3a) gezeigten Verlauf sind hierbei der Maximalwert I_max, die Frequenz sowie der Tastgrad für die PWM-Stromsignale I₁, I₂ zueinander gleich vorgegeben.
In 3a) und in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist gemäß der Abstimmungsvorschrift die Phasenverschiebung als konstante Phasenverschiebung vorgegeben. Mit einer konstanten Phasenverschiebung ist hierbei gemeint, dass die Phasenverschiebung zumindest zeitabschnittsweise in der Ansteuerroutine zeitlich konstant bleibt.
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung ist eine verschwindende Phasenverschiebung vorgegeben. Hierbei überlappen sich beispielsweise die High-Zeiten von PWM-Signalen vollständig. Die Leistungssignale können damit zeitsynchron verlaufen, was in der Summe der Leistungssignale zu einer geringeren Anzahl an Signalwechseln führt.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist die Phasenverschiebung als zeitlich variierende, vorzugsweise zeitlich pseudozufällig variierende, Phasenverschiebung vorgegeben. Beispielsweise werden die Phasen der Leistungssignale zyklisch nach vorgegebenen Zeitdauern variiert. Somit ist keine detaillierte Abstimmung der Phasen der Leistungssignale erforderlich. Die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 weist in dieser Ausgestaltung einen Pseudozufallsgenerator auf, welcher Pseudozufallszahlen erzeugt. Beispielsweise wird die Phase eines oder mehrere Leistungssignale abhängig von den Pseudozufallszahlen verändert, sodass sich ein weitgehendes Auseinanderlaufen der Phasen zwischen den Leistungssignalen auf besonders einfache Weise erreichen lässt.
In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung wird gemäß der Abstimmungsvorschrift eine Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben. Mit Frequenzverschiebung ist gemeint, dass mindestens zwei der Leistungssignale jeweils einen periodischen Anteil mit zueinander ungleicher Frequenz aufweisen.
In 3b) und in einer besonders einfach umzusetzenden Ausgestaltung wird gemäß der Abstimmungsvorschrift die Frequenzverschiebung als zeitlich konstante Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben. Die Überlagerung der PWM-Stromsignale I₁ und I₂ in der Summe I_s der PWM-Stromsignale I₁ und I₂ mit unterschiedlichen Frequenzen ändert sich somit zeitlich häufig. Hierbei kann insbesondere auf eine Phasenverschiebung verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausgestaltung wird die Frequenzverschiebung als zeitlich variierende, vorzugsweise pseudozufällig variierende, Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben. Eine zeitliche Variation der Frequenzen kann insbesondere als Frequenzhopping, wobei mindestens eine der Frequenzen zwischen beabstandeten Frequenzen vorzugsweise zyklisch springt, und/oder als Frequenzsweep mit einem kontinuierlichen Ansteigen und/oder Abfallen mindestens einer der Frequenzen umgesetzt werden.
Vorzugsweise variieren die Frequenzen der Leistungssignale mit der zeitlich variierenden Frequenzverschiebung hierbei um einen vorgegebenen, mittleren Frequenzwert. Besonders bevorzugt kann eine Kombination der vorgenannten Ausgestaltungen vorgenommen werden, wobei die Frequenzen zueinander zeitlich um jeweils einen der jeweiligen Verbrauchereinheit zugeordneten mittleren Frequenzwert variieren, wobei die mittleren Frequenzwerte eine konstante Frequenzverschiebung zueinander aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung des vorschlaggemäßen Verfahrens weist das elektronische System den jeweiligen Verbrauchereinheiten 3, 4 zugeordnete, dezentrale Steueranordnungen 10, 11 auf, welche in einem Kommunikationsnetzwerk 16, vorzugsweise einem Local Interconnect Network - LIN, mittels Austausch von Datenbotschaften miteinander kommunizieren. Alternativ oder zusätzlich kann eine zentrale Steueranordnung 9 im Kommunikationsnetzwerk 16 vorgesehen sein.
Aus 2 ist ersichtlich, dass im hier dargestellten Ausführungsbeispiel jeweilige dezentrale Steueranordnungen 10, 11 den Antrieben 3, 4 zugeordnet sind. Die Antriebe 3, 4 sind hierbei in sich bekannter Art als Spindelantriebe mit jeweils einem Spindel-Spindelmuttergetriebe 17, 18 sowie mit jeweiligen elektrischen Antriebsmotoren 19, 20 ausgeführt. Hier sind weiter die dezentralen Steueranordnungen 10, 11 in den Antrieben 3, 4 integriert, wobei die dezentralen Steueranordnungen 10, 11 eine Ansteuerung der Antriebe 3, 4 im Rahmen des vorschlaggemäßen Verfahrens übernehmen.
Besonders bevorzugt ist hierbei, dass die Vorgabe der Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift mittels der dezentralen Steueranordnungen 10, 11 vorgenommen wird. Mittels einer der dezentralen Steueranordnungen 10 wird vorzugsweise eine Kenngrößenreferenz vorgegeben und mittels der weiteren dezentralen Steueranordnung 11 bzw. den weiteren dezentralen Steueranordnungen werden die Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift in Bezug auf die Kenngrößenreferenz vorgegeben. Beispielsweise bildet die dezentrale Steueranordnungen 10 als Kenngrößenreferenz die Referenz-Phasenlage „Null“ aus. Eine Phasenverschiebung wird von der weiteren dezentralen Steueranordnung 11 in Bezug auf die von der dezentralen Steueranordnungen 10 vorgegebene Referenz-Phasenlage realisiert.
Weiter bevorzugt wird die Abstimmungsvorschrift auf Grundlage der Datenbotschaften im Kommunikationsnetzwerk 16 umgesetzt. Zur Umsetzung der Abstimmungsvorschrift kann vorgesehen sein, dass die dezentralen Steueranordnungen 10,11 jeweils den Zeitpunkt des Empfangs einer Datenbotschaft ermitteln, etwa anhand eines die Signalflanke der Datenbotschaft betreffenden Empfangskriteriums. Beispielsweise bildet der Zeitpunkt des Empfangs einer durch die zentrale Steueranordnung 9 versandten Datenbotschaft durch die dezentralen Steueranordnung 10 als Kenngrößenreferenz den Zeitpunkt für eine Referenz-Phasenlage. Eine Phasenverschiebung wird von der dezentralen Steueranordnung 11 anhand des Zeitpunkts des Empfangs der gleichen Datenbotschaft durch die dezentrale Steueranordnung 10 umgesetzt. Etwaige Abweichungen einer internen Taktung der dezentralen Steueranordnungen 10,11 können somit ausgeglichen werden.
Bei der Datenbotschaft kann es sich um eine zum Abgleich der Kenngrößenreferenz vorgegebene Datenbotschaft handeln. Beispielsweise weist die Datenbotschaft eine vorgegebene Bitsequenz auf, welche insbesondere über eine Mindestanzahl an Bitwechseln verfügt. Ebenfalls kann die Datenbotschaft eine vorgegebene Mindestlänge aufweisen, womit der Zeitpunkt des Empfangs der Datenbotschaft genauer bestimmt werden kann.
Die Vorgabe der Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift kann ebenfalls mittels der zentralen Steueranordnung 9 vorgenommen werden. Beispielsweise werden die Kenngrößen von der Steueranordnung 9 an in 2 nicht dargestellte dezentrale Steueranordnungen der Sensorelektroden 5, 6, 7, 8 kommuniziert. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist entsprechend vorgesehen, dass die Vorgabe der Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift mittels der zentralen Steueranordnung 9 vorgenommen wird und die jeweiligen Kenngrößen mittels des Kommunikationsnetzwerks von der zentralen Steueranordnung an die dezentralen Steueranordnungen 10, 11 weitergegeben werden.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 eine Arbeitsfrequenz eines elektrischen Geräts des Kraftfahrzeugs 2, insbesondere eine Arbeitsfrequenz für einen Radioempfänger des Kraftfahrzeugs 2, erhält und/oder ermittelt. Die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 kann die Arbeitsfrequenz beispielsweise von einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung und/oder dem elektrischen Gerät erhalten, welche vorzugsweise ebenfalls über das bereits genannte Kommunikationsnetzwerk 16 kommunizieren. Die Abstimmungsvorgabe umfasst eine Frequenzabstandsvorgabe für die Frequenzen der Leistungssignale zu der Arbeitsfrequenz. Beispielsweise ist gemäß der Abstimmungsvorgabe vorgesehen, dass eine Mindestdifferenz zwischen der Arbeitsfrequenz und den Frequenzen der Leistungssignale eingehalten wird. Die Frequenzabstandsvorgabe kann auch einen Abstand zwischen den jeweiligen Harmonischen der Arbeitsfrequenz und der Frequenzen der Leistungssignale umfassen, um Störeinflüsse von Oberschwingungen zu unterdrücken.
Die Abstandsvorgabe kann in Ausgestaltungen des vorschlaggemäßen Verfahrens von der zentralen Steueranordnung 9 und/oder von den dezentralen Steueranordnungen 10, 11 umgesetzt werden. Besonders bevorzugt ist hierbei, wenn die dezentralen Steueranordnungen 10,11 wie oben beschrieben über eine Referenz-Phasenlage anhand des Kommunikationsnetzwerks 16 synchronisiert werden, um die Genauigkeit der Abstimmung der Frequenzen im Hinblick auf die Arbeitsfrequenz zu erhöhen.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein elektronisches System 1 für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs 2, als solches beansprucht. Das System 1 weist mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 auf, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind und wobei mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 des elektronischen Systems 1 in einer Ansteuerroutine die Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt.
Wesentlich ist, dass für die Ansteuerroutine die mindestens eine Steueranordnung 9, 10, 11 den Verbrauchereinheiten 3, 4, 5, 6, 7, 8 zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgibt, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf insoweit verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012009856 B3 [0005]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines elektronischen Systems (1) für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das System (1) mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) aufweist, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind und welche von mindestens einer Steueranordnung (9, 10, 11) des elektronischen Systems (1) in einer Ansteuerroutine mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerroutine mittels der mindestens einen Steueranordnung (9, 10, 11) den Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgegeben werden, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (1) eine Antriebsanordnung (12) für ein Verstellelement, vorzugsweise für eine Klappe (13), des Kraftfahrzeugs (2) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (12) als Verbrauchereinheiten des Systems elektrische Antriebe (3, 4) aufweist, die antriebstechnisch mit dem Verstellelement gekoppelt sind, dass die elektrischen Antriebe (3, 4) von der mindestens einen Steueranordnung (9, 10, 11) in der Ansteuerroutine mit dem jeweiligen Leistungssignal, vorzugsweise jeweils einem pulsweitenmodulierten Leistungssignal, zur motorischen Verstellung des Verstellelements beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (1) ein kapazitatives Näherungssensorsystem (15) des Kraftfahrzeugs (2) aufweist, wobei das Näherungssensorsystem (15) als Verbrauchereinheiten des Systems Sensorelektroden (5, 6, 7, 8) aufweist, dass die Sensorelektroden (5, 6, 7, 8) von der mindestens einen Steueranordnung (9) in der Ansteuerroutine mit dem jeweiligen Leistungssignal beaufschlagt werden und mittels der mindestens einen Steueranordnung (9) eine Abstandsinformationen der Sensorelektroden (5, 6, 7, 8) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Abstimmungsvorschrift eine Phasenverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben wird, vorzugsweise, dass die Phasenverschiebung derart vorgegeben wird, dass High-Zeiten eines Leistungssignal überwiegend, weiter vorzugsweise vollständig, gleichzeitig mit Low-Zeiten eines weiteren Leistungssignals auftreten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Abstimmungsvorschrift die Phasenverschiebung als konstante Phasenverschiebung vorgegeben wird, oder, dass die Phasenverschiebung als zeitlich variierende, vorzugsweise zeitlich pseudozufällig variierende, Phasenverschiebung vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Abstimmungsvorschrift eine Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Abstimmungsvorschrift die Frequenzverschiebung als zeitlich konstante Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben wird, und/oder, dass die Frequenzverschiebung als zeitlich variierende, vorzugsweise pseudozufällig variierende, Frequenzverschiebung zwischen den Leistungssignalen vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Leistungssignale mit der zeitlich variierenden Frequenzverschiebung um einen vorgegebenen, mittleren Frequenzwert, insbesondere jeweils einem der jeweiligen Verbrauchereinheit zugeordneten mittleren Frequenzwert, variieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (1) den jeweiligen Verbrauchereinheiten (3, 4) zugeordnete, dezentrale Steueranordnungen (10, 11) und/oder eine zentrale Steueranordnung (9) aufweist, welche in einem Kommunikationsnetzwerk (16), vorzugsweise einem Local Interconnect Network - LIN, mittels Austausch von Datenbotschaften miteinander kommunizieren, dass die Vorgabe der Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift mittels der dezentralen Steueranordnungen (10, 11) vorgenommen wird und/oder von der zentralen Steueranordnung (9) vorgenommen wird sowie vorzugsweise die jeweiligen Kenngrößen mittels des Kommunikationsnetzwerks (16) von der zentralen Steueranordnung (9) an die dezentralen Steueranordnungen (10, 11) weitergegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer der dezentralen Steueranordnungen (10) eine Kenngrößenreferenz vorgegeben wird und mittels der weiteren dezentralen Steueranordnung (11) bzw. den weiteren dezentralen Steueranordnungen die Kenngrößen gemäß der Abstimmungsvorschrift in Bezug auf die Kenngrößenreferenz vorgegeben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steueranordnung (9, 10, 11) eine Arbeitsfrequenz eines elektrischen Geräts des Kraftfahrzeugs (2), insbesondere eine Arbeitsfrequenz für einen Radioempfänger des Kraftfahrzeugs (2), erhält und/oder ermittelt, und dass die Abstimmungsvorgabe eine Frequenzabstandsvorgabe für die Frequenzen der Leistungssignale zu der Arbeitsfrequenz umfasst.
Elektronisches System für eine Komfortfunktion eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das System mindestens zwei elektrische Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) aufweist, welche jeweils für die Aufnahme eines elektrischen, periodischen Leistungssignals zur Bereitstellung der Komfortfunktion eingerichtet sind und wobei mindestens eine Steueranordnung (9, 10, 11) des elektronischen Systems in einer Ansteuerroutine die Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) mit einem jeweiligen elektrischen, periodischen Leistungssignal beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerroutine die mindestens eine Steueranordnung (9, 10, 11) den Verbrauchereinheiten (3, 4, 5, 6, 7, 8) zugeordnete, für den periodischen Verlauf der Leistungssignale repräsentative Kenngrößen, vorzugsweise die Frequenzen, die Phasen und/oder die Tastgrade der Leistungssignale betreffende Kenngrößen, derart vorgibt, dass die Kenngrößen zueinander eine vorgegebene Abstimmungsvorschrift einhalten.