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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben einer elektrischen Komponente in einem Fahrzeug, beispielsweise zum Betreiben eines Elektromotors zum Betätigen einer Dachkomponente. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Komponente für ein Fahrzeug, beispielsweise einen Elektromotor, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Komponente in einem Fahrzeug.
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Gleichstrom-Elektromotoren, wie sie etwa für Schiebedächer, Fensterheber und andere Einrichtungen in Fahrzeugen verwendet werden, werden oft mit einem Pulsweitenmodulationssignal (pulse width modulation, PWM) zur Drehzahlregelung betrieben. Bei einem räumlichen Abstand zwischen dem Steuergerät und dem anzusteuernden Motor muss das PWM-Signal über einen Kabelbaum geführt werden, je nach Anwendungsfall über eine längere Strecke und durch Bereiche, die für elektromagnetische Störungen anfällig sind. Dies führt beispielsweise zur Einkopplung des PWM-Signals auf die Fahrzeugantenne und damit zur Störung des Radioempfangs, insbesondere im Mittelwellenbereich.
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Zur Ansteuerung des Motors in diesem Aufbau werden regelmäßig genau zwei Motorleitungen verwendet, gegebenenfalls ergänzt durch Leitungen für Sensorsignale. Eine separate Masseleitung ist nicht vorgesehen.
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Ähnliche Probleme können auftreten, wenn andere elektrische Komponenten wie etwa Beleuchtungsanlagen mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden.
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Zur Reduktion solcher Störungen wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Zum Beispielsweise kann eine Schirmung des Kabelbaums erfolgen, was jedoch erhebliche Mehrkosten verursacht und eine zuverlässige Masseanbindung erfordert, die jedoch nicht immer vorhanden ist. Ferner kann die PWM-Frequenz je nach einem gewünschten Radiosender synchronisiert werden. Zudem kann ein Gegentaktbetrieb der PWM-Steuerung durchgeführt werden, was ebenfalls zu Mehrkosten führt und eine aktive Flankenkontrolle bei der Erzeugung des Signals führt.
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Die
DE 10 2016 205 338 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem das PWM-Steuergerät ein künstliches, anderweitig nicht verwendetes Gegentaktsignal erzeugt und dies im Kabelbaum mitführt, um auf diese Weise den Effekt eines Gegentaktbetriebs zu erreichen. Diese Maßnahmen, wie auch der echte Gegentaktbetrieb oder die Synchronisation, müssen allerdings steuergeräteseitig vorgesehen sein. In vielen Fällen besteht jedoch kein Zugriff auf das verwendete Steuergerät beziehungsweise dieses kann nicht angepasst werden.
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Aus der
DE 10 2014 213 872 A1 ist eine Motor-Antriebseinrichtung für einen BLDC-Motor bekannt. Die
WO 2005/117253 A1 beschreibt ein PWM-System. Die
US 2014/292401 A1 offenbart eine aktive Vorwärtsfilterung für elektromagnetische Störungen (EMI). Die
DE 10 2016 110 596 A1 offenbart aktive Störunterdrückungseinrichtung.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die eine besonders effiziente und kostengünstig implementierbare Entstörung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bei der Anordnung zum Betreiben einer elektrischen Komponente in einem Fahrzeug, beispielsweise zum Betreiben eines Elektromotors zum Betätigen einer Dachkomponente ist die elektrische Komponente über zumindest zwei Ansteuerungsleitungen mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden. Die Steuereinheit ist zum Ansteuern der elektrischen Komponente mittels eines Pulsweitenmodulationssignals, (PWM-Signal) eingerichtet. Ein der elektrischen Komponente zugeordnetes Entstörmodul ist dazu eingerichtet, während des Betriebs der elektrischen Komponente anhand des PWM-Signals ein Gegensignal so zu erzeugen, dass es zu einer zumindest teilweisen Auslöschung von den Ansteuerungsleitungen abgestrahlten elektromagnetischen Feldes kommt. Ferner sind die elektrische Komponente und das Entstörmodul in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder auf andere Weise miteinander integriert ausgebildet.
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Bei einer Ausbildung ist das Entstörmodul beispielsweise in eine Steuerungsplatine, eine Motorplatine und/oder in ein Gehäuse der elektrischen Einheit integriert. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Entstörung der elektrischen Komponente direkt bei der Herstellung des Motors adressiert werden kann. Das heißt, der Motorhersteller oder -lieferant die Komponente mit vorteilhaften Entstörungseigenschaften bereitstellen, ohne dass hierzu beispielsweise Änderungen an der Steuereinheit notwendig sind. Die Steuereinheit kann daher unabhängig davon verwendet werden, welche Entstörung der elektrischen Komponente gewünscht ist. Insbesondere ist die Anordnung der Erfindung daher besonders flexibel einsetzbar und kompatibel mit einer Vielzahl von Steuereinheiten.
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Zu den Vorteilen dieser Erfindung gehört es, dass die Anordnung unabhängig vom verwendeten Steuergerät ist. Das heißt, auch ohne entsprechende Anpassungen am Steuergerät können die erforderlichen Maßnahmen zur Entstörung im Zusammenhang mit der elektrischen Komponente vorgenommen werden. Zum Beispiel ermöglicht dies einem Motorenhersteller, einen Elektromotor mit verbesserter elektromagnetischer Verträglichkeit bereitzustellen, ohne dass hierfür ein separat bereitgestelltes Steuerungsgerät angepasst werden muss.
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Es sind zudem keine teuren Maßnahmen zum Abschirmen des Kabelbaums und/oder anderer Elemente erforderlich, da die entstehenden elektrischen Felder direkt kompensiert werden.
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Es sind ferner keine zusätzlichen Spannungen oder Signale erforderlich, sodass die elektrische Komponente weiterhin mit zwei Ansteuerungsleitungen (beziehungsweise mit einem dreiadrigen Ansteuerungskabel für den Betrieb eines BLDC-Motors) betrieben werden kann.
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Eine grundsätzliche Idee der Erfindung besteht darin, das zur Ansteuerung verwendete PWM-Signal zu erfassen und zu invertieren. Das so erhaltene Gegensignal kann dann im Kabelbaum des Fahrzeugs zugleich mit den PWM-Signalen übertragen werden, sodass eine Auslöschung der elektromagnetischen Wellen erreicht wird, die bei der Übertragung des PWM-Signals entstehen.
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Bei einer Ausbildung ist das Entstörmodul dazu eingerichtet, das Gegensignal in zumindest eine Entstörleitung einzuspeisen, wobei die Entstörleitung entlang den Ansteuerungsleitungen angeordnet ist. Die Entstörleitung kann mit den Ansteuerungsleitungen zusammen im Kabelbaum des Fahrzeugs geführt werden und insbesondere mit ihnen verdrillt sein.
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Bei einer weiteren Ausbildung ist das Entstörmodul dazu eingerichtet, das Gegensignal mittels eines Operationsverstärkers oder mittels einer diskreten Schaltung zu erzeugen. Der Operationsverstärker kann dabei als invertierender Operationsverstärker eingerichtet sein oder es kann ein zusätzlicher Inverter vorgesehen sein. Die diskrete Schaltung kann insbesondere Transistoren umfassen und so eingerichtet sein, mittels der Transistoren das Invertieren des Signals durchzuführen.
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Bei einer weiteren Ausbildung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, beim Ansteuern der elektrischen Komponente eine erste der zumindest zwei Ansteuerungsleitungen als ruhige Leitung zu betreiben und eine zweite der zumindest zwei Ansteuerungsleitungen als aktive Leitung zu betreiben. Dabei umfasst das Entstörmodul eine Erkennungslogik, die dazu eingerichtet ist, den Operationsverstärker beziehungsweise die diskrete Schaltung anhand eines über die aktive Leitung übertragenen Ansteuerungssignals anzusteuern.
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Hierdurch kann das PWM-Signal vorteilhafterweise besonders einfach so weiterverarbeitet werden, dass das gewünschte Gegensignal direkt erhalten wird.
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Die Erkennungslogik kann zum Beispiel an die beiden Ansteuerungsleitungen angeschlossen sein und Gleichrichtermodule aufweisen, die - insbesondere in Verbindung mit Halbleiterschaltern - jeweils eine aktive Ansteuerungsleitung mit dem Operationsverstärker beziehungsweise mit der diskreten Schaltung verbinden, sodass ein entsprechendes Gegensignal erzeugt werden kann.
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Dabei kann die Erkennungslogik mit den Ansteuerungsleitungen verbunden sein und zumindest zwei Halbleiterschalter aufweisen. Die Halbleiterschalter sind dabei insbesondere so angeordnet, dass sie je nach dem Status der Ansteuerungsleitungen als aktive oder ruhige Leitung eine Verbindung zum Operationsverstärker beziehungsweise zur diskreten Schaltung herstellen und diesem so ein Ausgangssignal zum Erzeugen des Gegensignals zuführen. Ferner kann in diesem Fall die jeweils aktive Ansteuerungsleitung eine Versorgungsspannung für den Operationsverstärker beziehungsweise eine Eingangsspannung für die diskrete Schaltung zur Verfügung stellen.
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Bei einer Weiterbildung sind die Halbleiterschalter der Erkennungslogik als Feldeffekttransistoren (FET) ausgebildet, insbesondere als Metall-Oxid-Feldeffekttransistoren (MOSFET). Ferner kann ein Bipolartransistor (bipolar junction transistor, BJT) vorgesehen sein. Dabei sind insbesondere ein erster und ein zweiter Halbleiterschalter für die erste und zweite Ansteuerungsleitung der Anordnung vorgesehen.
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Ferner können zwei zusätzliche Halbleiterschalter vorgesehen sein, insbesondere für den Fall, dass negative Spannungswerte des PWM-Signals auftreten können. Hierzu kann es beispielsweise durch die Bodydiode des Synchron-MOSFET der Brücke im Steuergerät, bei einem asynchronen Betrieb oder wegen parasitärer Unterschwinger kommen. Durch zusätzliches Halbleiterschalter kann dann vermieden werden, dass diese Spannungen an den Operationsverstärker weitergeleitet werden.
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Bei einer Ausbildung ist zwischen den Ansteuerungsleitungen ein Spannungsteiler angeordnet, der mit dem Operationsverstärker verbunden ist. Insbesondere wenn eine der Ansteuerungsleitungen aktiv und die andere ruhig, das heißt ohne anliegende Spannung, betrieben wird, liegt so der entsprechende Eingang des Operationsverstärkers stets auf dem halben Spannungsniveau des PWM-Signals. Es ist daher in diesem Fall nicht notwendig zu ermitteln, welches die aktive Ansteuerungsleitung ist, sondern das Signal wird in jedem Fall automatisch und sehr einfach erhalten.
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Bei einer Ausbildung ist die elektrische Komponente als Elektromotor zum Betätigen einer Dachkomponente des Fahrzeugs eingerichtet, beispielsweise zum Verschieben eines Dachfensters oder Dachrollos.
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In dem Fahrzeug können aber auch andere Einsatzbereiche und entsprechende Elektromotoren vorgesehen sein, etwa zum Betätigen oder Verstellen einer anderen Komponente, etwa eines Fensters, einer Heckklappe, einer Tür oder ähnlichem. Die elektrische Komponente kann ferner beispielsweise als Beleuchtungseinrichtung oder als eine andere mittels PWM ansteuerbare Einrichtung des Fahrzeugs ausgebildet sein. Die elektrische Komponente kann bei einem anderen Beispiel ein elektrisches Heizelement aufweisen. Die elektrische Komponente kann ferner ein Verdunkelungssystem oder ein intelligentes Glas umfassen, etwa mittels eines polymerdispergierten Flüssigkristalls (PDLC).
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Bei einer weiteren Ausbildung ist die elektrische Komponente als Gleichstrommotor, beispielsweise als bürstenloser Gleichstrommotor, ausgebildet. Ein solcher Motor kann direkt mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden. Es können auch andere Motorentypen oder weitere Einrichtungen vorgesehen sein, die per PWM ansteuerbar sind.
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Die elektrische Komponente für ein Fahrzeug, beispielsweise Elektromotor zum Betätigen einer Dachkomponente des Fahrzeugs, umfasst zumindest zwei Anschlüsse zum Anschließen einer ersten und einer zweiten Ansteuerungsleitung. Dabei ist der Elektromotor über die Anschlüsse mittels eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM-Signal) ansteuerbar. Dabei ist der elektrischen Komponente ein Entstörmodul zugeordnet, welches dazu eingerichtet ist, während des Betriebs der elektrischen Komponente anhand des PWM-Signals ein Gegensignal so zu erzeugen, dass es zu einer zumindest teilweisen Auslöschung eines von den Ansteuerungsleitungen abgestrahlten elektromagnetischen Feldes kommt. Die elektrische Komponente und das Entstörmodul sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder auf andere Weise miteinander integriert ausgebildet. Es werden die gleichen Vorteile wie oben beschrieben erzielt.
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Bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Komponente in einem Fahrzeug, beispielsweise zum Betreiben eines Elektromotors zum Betätigen einer Dachkomponente des Fahrzeugs wird die elektrische Einheit mittels eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM-Signal) über zumindest zwei Ansteuerungsleitungen angesteuert. Während des Betriebs der elektrischen Komponente anhand des PWM-Signals wird ein Gegensignal auf Seiten der elektrischen Komponente mittels eines Entstörmoduls so erzeugt, dass es zu einer zumindest teilweisen Auslöschung eines von den Ansteuerungsleitungen abgestrahlten elektromagnetischen Feldes kommt. Die elektrische Komponente und das Entstörmodul sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder auf andere Weise miteinander integriert ausgebildet.
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Das Verfahren ist insbesondere dazu ausgebildet, die Anordnung und die elektrische Komponente zu betreiben. Es weist daher dieselben Vorteile auf wie die erfindungsgemäße Anordnung und die elektrische Komponente.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung;
- 2 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels der Anordnung; und
- 3 und 4 Detailansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels der Anordnung.
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Mit Bezug zu den 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel der Anordnung erläutert.
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Die Anordnung 10 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 20. Diese muss bei weiteren Ausführungsbeispielen nicht von der Anordnung 10 umfasst sein, sondern kann auch als externe Einheit daran angeschlossen werden.
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Es ist ferner eine Motorplatine 12 vorgesehen.
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Mit der Motorplatine 12 sind eine elektrische Komponente M, hier ein Elektromotor M, und ein damit verbundenes Entstörmodul 14 gekoppelt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel umfasst das Entstörmodul 14 eine Erkennungslogik 16 und einen Operationsverstärker 18. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Operationsverstärker 18 invertierend ausgebildet, das kann insbesondere bedeuten, er verstärkt ein als Versorgungsspannung zugeführtes Signal und kehrt dessen Stromrichtung um.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor M als Bürstenmotor ausgebildet.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor als BLDC-Motor ausgebildet ist, wobei ein solcher Motor typischerweise über drei Ansteuerungsleitungen angesteuert wird.
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Die Motorplatine 12 weist ferner Anschlüsse 12a, 12b auf, die als Ansteuerungsanschlüsse ausgebildet sind. Das heißt, über die Anschlüsse 12a, 12b wird elektrische Spannung zum Betrieb des Elektromotors M bereitgestellt. Ferner können über diese oder zusätzliche Anschlüsse Hilfssignale bereitgestellt werde, die im Folgenden nicht betrachtet werden sollen.
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Bei dem Beispiel sind die Motorplatine 12, der Elektromotor M und das Entstörmodul 14 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder auf andere Weise miteinander integriert ausgebildet. Die Anschlüsse 12a, 12b sind in diesem Fall von außerhalb des Gehäuses zugänglich beziehungsweise mit externen Einheiten verbindbar.
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Die Anschlüsse 12a, 12b sind mit jeweils einer von zwei Ansteuerungsleitungen A, B verbunden. Diese verbinden die Steuereinheit 20 mit der Motorplatine 12. Die Ansteuerungsleitungen A, B werden über den Kabelbaum des Fahrzeugs geführt.
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Die Steuereinheit 20 erzeugt Signale zum Betreiben des Elektromotors M mittels Pulsweitenmodulation (PWM). Dabei werden die Signale über eine Ansteuerungsleitung A als „aktive Leitung“ übertragen, während die andere Ansteuerungsleitung B in diesem Fall als „ruhige Leitung“ betrieben wird.
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Die Wahl der aktiven beziehungsweise ruhigen Leitung entscheidet sich je nachdem, mit welcher Drehrichtung der Elektromotors M betrieben werden soll. Die jeweils andere, als ruhige Leitung betriebene Ansteuerungsleitung B liegt auf Masse, sie ist also geerdet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Elektromotor M als BLDC-Motor ausgebildet ist, ist insbesondere eine dritte Ansteuerungsleitung vorgesehen.
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Die Motorplatine 12 weist bei dem Ausführungsbeispiel ferner einen dritten Anschluss 12c auf, an den eine Entstörleitung C angeschlossen ist. Diese wird zusammen mit den beiden Ansteuerungsleitungen A, B über den Kabelbaum des Fahrzeugs geführt. Das andere Ende der Entstörleitung C ist dabei frei.
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Bei der Anordnung 10 des Ausführungsbeispiels ist das Entstörmodul 14 vorgesehen, um anhand des über die Ansteuerungsleitungen A, B übertragenen PWM-Signals ein Gegensignal zu erzeugen und in die Entstörleitung C einzuspeisen. Das Gegensignal wird dabei so erzeugt, dass elektrische Felder, die durch das PWM-Signal entstehen und von den Ansteuerungsleitungen A, B ausgekoppelt werden, möglichst vollständig ausgelöscht werden.
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Bei der in 2 gezeigten Schaltung ist schematisch gezeigt, wie das Gegensignal erzeugt wird:
- Die Versorgung der Schaltung erfolgt aus den Leitungen A und B. Eine Erkennungslogik 16 ist dazu eingerichtet zu entscheiden, welche der beiden Leitungen die aktive Leitung ist, und sie führt das auf dieser aktiven Leitung übertragene Signal einem invertierenden Operationsverstärker 18 zu. Hierzu werden die Spannungen V+, V-, VREF ausgegeben. Dieser erzeugt das Gegentaktsignal, welches dann in die Entstörleitung C eingespeist und im Kabelbaum mitgeführt wird. Dabei ist eine Umschaltlogik 15, insbesondere ein (Halbleiter-)Schalter, vorgesehen und dazu eingerichtet, dem invertierenden Operationsverstärker 18 die an der aktiven Leitung anliegende Spannung zuzuführen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Umschaltlogik 15 insbesondere mit der Erkennungslogik 16 gekoppelt und wird von dieser angesteuert.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann statt des Operationsverstärkers 18 eine diskrete Schaltung vorgesehen sein, insbesondere mit Transistoren zum Invertieren des empfangenen Signals.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann für jede der Ansteuerungsleitungen A, B je ein eigener Operationsverstärker vorgesehen sein, der jeweils das Gegentaktsignal für die zugeordnete Ansteuerungsleitung A, B erzeugt. In diesem Fall kann das Umschaltungsmodul 15 entfallen und das jeweilige Gegentaktsignal kann dann direkt zusammen mit der zugeordneten Ansteuerungsleitung A, B geführt werden, insbesondere als verdrillte Leitung.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Elektromotor als BLDC-Motor ausgebildet sein, der mittels dreier Ansteuerungsleitungen angesteuert wird. In diesem Fall kann entweder ein Summensignal erzeugt und in die Entstörleitung C eingespeist werden oder es kann je ein Gegensignal für jede der Ansteuerungsleitungen erzeugt werden, um die Ansteuerungssignale einzeln zu kompensieren.
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Mit Bezug zu den 3 und 4 werden Detailansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels der Anordnung erläutert. Dabei wird von dem oben mit Bezug zu 1 erläuterten Ausführungsbeispiel ausgegangen und vergleichbare Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist keine Umschaltungslogik 15, zum Beispiel ein Halbleiterschalter, vorgesehen, sondern die Spannung wird über einen Spannungsteiler und mittels einer Gleichrichterschaltung der Erkennungslogik 16 bereitgestellt.
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Die in 3 gezeigte Schaltung einer Erkennungslogik 16 dient dazu, die Versorgungsspannung für den in 18 gezeigten Operationsverstärker 18 bereitzustellen. Insbesondere werden die Spannungswerte V+, V- sowie eine Referenzspannung VREF, erhalten und dem Operationsverstärker 18 über die entsprechenden Anschlüsse bereitgestellt.
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Um die korrekte Polarität sicherzustellen sind Dioden und Halbleiterschalter (hier realisiert mittels MOSFET) T1, T2, T3, T4 von der Erkennungslogik 16 umfasst.
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Die Funktion der Halbleiterschalter T2, T3 gemäß der Schaltung in 3 sind vorgesehen, um auf negative PWM-Signale reagieren zu können und dennoch die korrekte Polarität sicherstellen zu können. Solche negativen Signale können etwa durch die Bodydiode des Synchron-MOSFET der Brücke, durch einen asynchronen Betrieb oder durch parasitäre Unterschwinger bedingt auftreten.
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Bei dem gezeigten Beispiel wird die Ansteuerungsleitung A als aktive Leitung und die Ansteuerungsleitung B als passive Leitung betrieben. Dadurch wird ein Pfad von der passiven Leitung B über den Halbleiterschalter T4 leitend geschaltet. Wird die an der Ansteuerungsleitung A anliegende Spannung nun negativ - selbst für einen kurzen Augenblick -, so fließt über die Diode des Halbleiterschalters T1 ein Kurzschlussstrom. Auch wenn die Bauteile der Schaltung so ausgelegt werden, dass diese hierbei nicht beschädigt werden, wird der entsprechende Puls mit der Spannung V_ ausgegeben und er beeinträchtigt die Erzeugung des geeigneten Gegensignals COMP. Die abgestrahlte elektromagnetische Störung kann in diesem Fall nicht optimal kompensiert werden. Bei dem gezeigten Beispiel sind daher die Halbleiterschalter T3 und T2 vorgesehen, deren gegeneinander stehende Dioden so ausgerichtet sind, dass die Weiterleitung des Kurzschlussstroms vermieden wird.
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Die entsprechenden Halbleiterschalter T2, T3 können demnach weggelassen werden, wenn sichergestellt werden kann, dass bei der aktiven Leitung A keine negativen Spannungswerte auftreten.
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Der in 4 gezeigte invertierende Operationsverstärker 18 erzeugt das Gegensignal und speist dieses über den Anschluss COMP in die angeschlossene Entstörleitung C ein.
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Bei dem dargestellten Fall wird davon ausgegangen, dass die Ansteuerungsleitung A als aktive Leitung betrieben wird, angedeutet durch einen rechteckigen Verlauf der Spannung zwischen 0 und einer Spannung V. Die andere Ansteuerungsleitung B wird dagegen als ruhige Leitung betrieben, angedeutet durch einen konstanten Spannungswert von 0. Durch einen Spannungsteiler 17, der zwischen den Ansteuerungsleitungen A, B angeschlossen ist, wird ein rechteckiger Spannungsverlauf zwischen 0 und V/2 erhalten, der durch den invertierenden Operationsverstärker 18 invertiert wird (siehe 4).
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Versorgungsspannungen V+, V- für den Operationsverstärker 18 auf andere Weise erzeugt werden, etwa mittels eines Brückengleichrichters. VREF muss allerdings auch in diesem Fall mittels einer Schaltung wie in 3 oder funktions-analog dazu erzeugt werden, wobei diese auf eine deutlich geringere Leistung ausgelegt werden kann.
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Bei einer Ausbildung der Erfindung wird davon ausgegangen, dass die Motorplatine für einen Gleichstrommotor zwei Versorgungsanschlüsse zur Ansteuerung via PWM aufweist. Ferner können Anschlüsse zum Anlegen von Hilfssignalen vorgesehen sei, die hier jedoch nicht betrachtet werden. Bei einem Gleichstrommotor wird je nach der gewünschten Drehrichtung des Motors eine der Ansteuerungsleitungen mit dem PWM-Signal beaufschlagt, während die andere Leitung auf Masse liegt. Der Gleichtaktanteil des Kabelbaumes entspricht somit dem halben PWM-Signal.
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Die Erfindung ermöglicht es nun, durch motorseitiges Erzeugen eines entsprechenden Gegentaktsignales und durch dessen Mitführen im Kabelbaum den Gleichtaktanteil des Kabelbaums auf idealerweise Null zu reduzieren. Dies setzt insbesondere voraus, dass die Länge des Kabelbaums kurz gegenüber der Wellenlänge λ ist beziehungsweise dass eine zu vernachlässigende Phasenverschiebung zwischen dem Steuergerät und der Motorplatine auftritt.
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Die Versorgung der Schaltung erfolgt insbesondere aus den Ansteuerungsleitungen, beispielsweise über einen Brückengleichrichter.
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Die Erkennungslogik gemäß der Erfindung entscheidet, welche der beiden Ansteuerungsleitungen derzeit aktiv ist, und führt das an dieser Leitung anliegende Signal über eine Schaltung, insbesondere einen Halbleiterschalter, einem invertierenden Verstärker zu. Dieser erzeugt das Gegentaktsignal, welches dann im Kabelbaum mitgeführt wird. Die Entstörleitung bleibt dabei insbesondere steuergeräteseitig offen.
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Bei einer weiteren Ausbildung können auch zwei Verstärker verwendet werden, die jeweils das Gegentaktsignal ausgehend von einer der beiden Ansteuerungsleitungen erzeugen. Hierbei entfallen die Erkennungs- und Schaltlogik.
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Das jeweilige Gegentaktsignal kann dann direkt zusammen mit den Ansteuerungsleitungen geführt werden, insbesondere in einer mit diesen Leitungen verdrillten Entstörleitung.
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Die Erfindung ist in analoger Weise auf abgesetzte BLDC-Motoren anwendbar. In diesem Fall kann beispielsweise ein Summensignal erzeugt werden oder jede der drei Leitungen kann einzeln kompensiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Anordnung
- 12
- Motorplatine
- 12a, 12b, 12c
- Anschluss
- 14
- Entstörmodul
- 15
- Umschaltungslogik
- 16
- Erkennungslogik
- 17
- Spannungsteiler
- 18
- Operationsverstärker (invertierend)
- 20
- Steuereinheit
- A, B
- Ansteuerungsleitung
- C
- Entstörleitung
- COMP
- Gegensignal, Entstörsignal (Anschluss)
- M
- elektrische Komponente; Elektromotor
- T1, T2, T3, T4
- Halbleiterschalter, MOSFET
- VREF, V+, V-
- Spannung
