WO2022258319A1 - Multi-level converter with reduction of emitted interference - Google Patents

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WO2022258319A1
WO2022258319A1 PCT/EP2022/063182 EP2022063182W WO2022258319A1 WO 2022258319 A1 WO2022258319 A1 WO 2022258319A1 EP 2022063182 W EP2022063182 W EP 2022063182W WO 2022258319 A1 WO2022258319 A1 WO 2022258319A1
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interference
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load
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sink
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PCT/EP2022/063182
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Imre Fekete
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Webasto SE
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for reducing an interference field coupled into an interference sink.
  • AC-actuated loads in which the power supplied takes place via a clocked actuation, for example via pulse width modulation (PWM), is well known and widespread.
  • AC-driven loads can be understood here as meaning that the loads are driven with an alternating signal, for example an alternating voltage or an alternating current.
  • the MW band can be understood to mean the medium wave radio band (also known as the AM radio band), which usually has a frequency range of approximately 500 kHz to 1700 kHz.
  • Such disturbances are particularly undesirable in compact units, such as in a motor vehicle, since they ren other component disturbances or their function can fail completely.
  • DE 10 2018 001 051 A1 describes a method for reducing an electromagnetic interference signal by means of active negative feedback, in which the interference signal is superimposed in a reference measuring point with an interference suppression signal that has negative feedback and is adapted to the interference signal. Proceeding from this, the invention is based on the object of specifying a device and a method with the aid of which interference coupled into AC-controlled loads can be reduced in a simple manner.
  • the object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1.
  • the object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 10.
  • Advantageous refinements, developments and variants are the subject matter of the dependent claims .
  • the advantages and preferred configurations listed with regard to the device can be transferred analogously to the method and vice versa.
  • the object directed to the device is achieved by a device for reducing an interference field coupled into an interference sink in the case of at least one AC-controlled load inside a motor vehicle.
  • the interference field that is coupled in is, in particular, coupling capacitances.
  • the device has a source of interference. Furthermore, the device has two lines which connect the source of interference to a load, the load being actuatable or being controlled by the source of interference with a control signal via the two lines. In this case, the control signal emits the interference field, which couples into the interference sink and thus at least impairs its function.
  • the source of interference is set up in such a way that a simultaneously clocked control of the two lines generates an interference suppression field that is inverted with respect to the interference field coupled in, in order to reduce the interference field coupled into the interference sink.
  • the interference field and the interference suppression field cancel each other out, so that there is no interference with the interference sink.
  • inverted can therefore be understood to mean that the interference suppression field is based on a signal which has an opposite amplitude to the control signal (which in turn is the basis of the interference field) at the same frequency and the two fields therefore cancel each other out through destructive interference.
  • the actual control signal is the "useful signal” and the "anti-interference signal” at the same time as a result of the deliberate counter-clocked control of the load.
  • the “useful signal” can be understood to mean the signal which supplies the load in the present case a signal is to be understood which serves to reduce the interference field mentioned above.
  • the "useful signal” is modulated in such a way that it is also its own “interference suppression signal” at the same time.
  • the filters described above can also be dispensed with. Furthermore, interference suppression takes place at the source of the interference.
  • the source of interference is set up in such a way that the simultaneously clocked control generates a symmetrical control signal. This ensures that the interference field and the interference suppression field cancel each other out through constructive interference.
  • the interference source is set up in such a way that it generates, in particular predetermines, a mean voltage potential which is used to compensate for asymmetries in the interference field.
  • the mean voltage potential can be understood to mean, for example, a voltage potential with half the value of a supply voltage of the load. So if the load has a supply voltage of 12V, for example, then the mean voltage potential has a value of 6V.
  • the mean voltage potential is used to compensate for asym metries of the coupling capacitances already mentioned.
  • the asymmetries of the coupling capacitances can be understood to mean imbalances in these capacitances if, for example, one of the two lines has a larger proportion of the interference field and therefore couples into the interference sink with a different factor.
  • the interference source is set up in such a way that the average voltage potential is set and, in particular, varied in order to compensate for the asymmetries of the interference field.
  • the mean voltage potential can also instead be on 6V set to 8V and in particular varied in order to compensate for the asymmetry of the coupling capacitances.
  • the interference source has a voltage divider or a linear regulator for generating and/or setting the mean voltage potential.
  • the mean voltage potential can be generated using what is known as a "switch mode power supply” unit (SMPS).
  • SMPS switch mode power supply
  • the interference field has a frequency in the radio range, in particular a frequency in the range of 500 kHz and 150 MHz.
  • the primary goal is to reduce interference in the MW/AM/FM frequency range.
  • the design is not limited to this frequency range. Rather, this can also be expanded in particular with regard to higher frequencies.
  • This embodiment is based on the idea that in the frequency range mentioned above one cannot speak of an electromagnetic wave, since the interference sink, in particular inside the motor vehicle, is arranged much closer to the emission point (the interference source or the two lines) than the Wavelength of the interference field is long.
  • the radiating structure (the source of interference or the two lines) is generally very expansive, particularly when it comes to a wiring harness that is customary in motor vehicles. As a result, a significantly larger distance than the length of the wavelength would be necessary to assume a far field. Only in such a far field does interference energy enter in the form of electromagnetic waves.
  • the present invention is thus designed and suitable specifically for faults that are present within short distances, such as those that occur with components arranged inside a motor vehicle.
  • the load is an electric motor.
  • the interference field is a capacitive coupling between the positive ven motor phase and the negative motor phase.
  • the above-mentioned asymmetries of the interference field in relation to the electric motor can be understood to mean imbalances due to imbalance in the effective, electrically conductive surfaces of the positive and negative motor phases.
  • electric motors are usually present frequently and in large numbers, for example as servomotors in motor vehicles, and on the other hand they are affected by such disturbances, which is why the device according to the invention has proven to be advantageous in this case.
  • the interference sink is an antenna of the motor vehicle.
  • antennas are also very susceptible to interference, so that the device according to the invention enables a reduction in the coupled-in interference.
  • the source of interference is control electronics for the load, in particular for the electric motor.
  • the control electronics are usually a switching unit which is provided with semiconductor switching elements and is designed to carry out PWM control. For this reason, such a source of interference is suitable for controlling the load according to the invention.
  • the object directed to the method is achieved by a method for reducing an interference field coupled into an interference sink, in particular in the form of coupling capacitances, with at least one AC-controlled load inside a motor vehicle, the method comprising the steps: - detecting a supply voltage to be provided a burden
  • this additionally includes the steps:
  • Fig. 2 is a sketched switching structure of a device according to the invention for reducing a coupled interference field
  • FIG. 3 Sketched voltage curves of the source of interference like. Fig. 2 with inventions to the invention driving a load.
  • 1a shows a sketched course of a drive signal S ait according to the prior art.
  • This is a signal clocked by pulse width modulation (PWM) for driving an AC load 4 (cf. FIG. 2; also referred to simply as load below).
  • PWM pulse width modulation
  • the control signal S ait also has two signal components, namely a first signal component M1 ait and a second signal component M2 ait .
  • a signal component M1 ait , M2 ait can be transmitted through a control line.
  • the first signal component M1 ait can also be clocked and the second signal component M2 ait can be grounded.
  • control signal Snew also has two signal components M1new, M2new. If only the control signal and the two signal components are discussed below, what is basically meant is the control signal Snew according to the invention and its first and second signal components M1newu , M2new.
  • both signal components Ml new , M2 new are modulated by a PWM.
  • the two signal components M1 new , M2 new for example, within a voltage range of a motor vehicle battery (0V to V Bat ) are PWM-modulated in such a way that they are counter-rotating or counter-clocked. That is to say, if one of the two signal components M1new , M2new has a positive maximum value, the other signal component M1new, M2new has a negative maximum value.
  • the voltage potential of 0V does not serve as a reference. Rather, an average voltage potential Umittei is specified, which, for example and with reference to the above example, has half the battery voltage V Bat of the motor vehicle battery.
  • the values of the one signal component M l new u, M2 new (here the values of the second signal component M2 new ) have either V Bat or Umittei , with Umittei forming the "negative maximum value”.
  • the values of the other signal component M l new u , M2new (here the values of the first signal component M1newu ) have either 0 V or Umitei Both signal components M1newu , M2new are clocked the same in relation to the frequency of the PWM.
  • the two signal components M1 new and M2 new cancel each other out.
  • an interference field which is emitted, for example, by the second signal component M2 new and is coupled into an interference sink 8 (cf. FIG. 2), is superimposed by an interference suppression field generated by the first signal component M1 new. Due to the opposite clocking of the two signal components Ml new u, M2 new, the interference field and the interference suppression field also cancel each other out due to destructive interference, which advantageously means that an interference field that is at least greatly weakened is present.
  • the attenuation is designed in such a way that the interference field is completely destructively superimposed by the interference suppression field.
  • the actual control of the load 4 is not impaired by a suitable choice of amplitude and the mean voltage potential U mit tel.
  • the control signal S n e u is thus at the same time a "useful signal” and its own “interference suppression signal”. Additional components that are only designed for interference suppression can be dispensed with.
  • Fig. 2 shows an outlined circuit structure of a Vorrich device 2 according to the invention, as it is arranged for example in a motor vehicle.
  • the device 2 has a source of interference 6 .
  • the interference source 6 is connected to the AC-driven load 4 via two lines 10a, 10b.
  • the load is an electric motor, which is merely represented by a resistor.
  • the source of interference 6 is formed in the embodiment example according to FIG. In this case, the source of interference 6 has a plurality of switching elements 12 .
  • the switching elements 12 are designed as semiconductor switches, for example, and each have a connection 14 to a control voltage.
  • the source of interference 6 has a first power supply unit 16, for example in the form of a motor vehicle battery.
  • the first voltage supply unit 16 also forms the main energy supply for the device 2 and the load 4.
  • the device 2 also has a second voltage supply unit 18, which is used to provide the mean voltage potential U mean .
  • the source of interference 6 is set up in such a way that the load 4 is activated with the activation signal S new via the two lines 10a , 10b. This is also through the The previously mentioned interference suppression field generated by the drive signal S new reduces and preferably completely prevents the coupling of an interference field into the interference sink 8 .
  • the interference sink 8 is an antenna of the motor vehicle, which is merely represented in a simplified manner by a rectangle. Furthermore, stylized coupling capacitances Ci, C2 of the two lines 10a, 10b are shown, which have a disruptive effect on the interference sink 8 and which are reduced by the noise suppression.
  • the individual curves of the voltages of the switching elements 12 and of the load 4 are compared from FIG. 3 .
  • the first voltage curve viewed from above shows the voltage signal which is present at the load 4 .
  • the other runs show the voltage signals of the individual switching elements 12.

Abstract

The invention relates to a device (2) for reducing an interference field, in particular in the form of coupling capacitances (C1, C2), coupled into an interference sink (8), in at least one AC-controlled load (4) inside a motor vehicle, having: - an interference source (6) and - two cables (10a, 10b) which connect the interference source (6) to the load (4), wherein the load (4) can be controlled or is controlled with a control signal (Sneu) by the interference source (6) via the two cables (10a, 10b) and the control signal (Sneu) emits the interference field which couples into the interference sink (8), characterised in that the interference source (6) is set up so as to generate, through simultaneously counterclocked control of the two cables (10a, 10b), an interference suppression field that is inverted relative to the coupled-in interference field in order to reduce the interference field coupled into the interference sink (8).

Description

MEHRPUNKTUMRICHTER MIT REDUKTION DER ABGESTRAHLTEN STÖRAUSSENDUNG MULTIPOINT INVERTER WITH RADIATED EMI REDUCTION
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Reduzierung eines in einer Störsenke eingekoppelten Störfeldes. The invention relates to a device and a method for reducing an interference field coupled into an interference sink.
Die Ansteuerung von elektrischen Lasten, insbesondere AC -angesteuerten Lasten, bei denen die zugeführte Leistung über eine getaktete Ansteuerung, beispiels weise über eine Pulsweitenmodulation (PWM), erfolgt, sind hinreichend bekannt und weit verbreitet. Unter AC-angesteuerte Lasten kann hierbei verstanden wer den, dass die Lasten mit einem Wechselsignal, beispielsweise einer Wechselspan nung oder einem Wechselstrom, angesteuert werden. The actuation of electrical loads, in particular AC-actuated loads, in which the power supplied takes place via a clocked actuation, for example via pulse width modulation (PWM), is well known and widespread. AC-driven loads can be understood here as meaning that the loads are driven with an alternating signal, for example an alternating voltage or an alternating current.
Eine derartige Ansteuerung führt jedoch immer zu einer Störungsaussendung. Speziell ist dies der Fall, wenn eine klassische PWM-Ansteuerung (eine Leitung ist auf Masse geschaltet und die andere wird getaktet) herangezogen wird. Hierbei breiten sich insbesondere Störungen im MW-Band aus. Unter dem MW-Band kann vorliegend das Mittelwellenfunkband (auch als AM-Funkband bekannt) verstanden werden, welches üblicherweise einen Frequenzbereich von in etwa 500 kHz bis 1700 kHz aufweist. However, such a control always leads to an emission of interference. This is especially the case when a classic PWM control (one line is connected to ground and the other is clocked) is used. In this case, interference in the MW band spreads in particular. In the present case, the MW band can be understood to mean the medium wave radio band (also known as the AM radio band), which usually has a frequency range of approximately 500 kHz to 1700 kHz.
Derartige Störungen sind insbesondere in kompakt bauenden Einheiten, wie bei spielsweise in einem Kraftfahrzeug unerwünscht, da sie andere Komponentenstö ren oder deren Funktion vollständig ausfallen lassen können. Such disturbances are particularly undesirable in compact units, such as in a motor vehicle, since they ren other component disturbances or their function can fail completely.
Zur Reduzierung vorstehend genannter Störungen ist es bekannt, Filter einzuset zen, die jedoch meistens im Hinblick auf den benötigten Platz und Kosten nach teilig sind. Insbesondere in Kraftfahrzeugen beeinträchtigen derartige Filter not wendige Diagnosefunktionen. To reduce the aforementioned interference, it is known to use filters zen, but these are mostly in terms of the required space and costs after parts. In motor vehicles in particular, such filters impair necessary diagnostic functions.
Die DE 10 2018 001 051 Al beschreibt ein Verfahren zur Reduktion eines elektro magnetischen Störsignals durch eine aktive Gegenkopplung, bei der in einer Refe renzmessstelle das Störsignal mit einem gegengekoppelten und auf das Störsignal angepassten Entstörsignal überlagert wird. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit deren Hilfe eingekoppelte Störungen in AC- angesteuerten Lasten auf einfache Weise reduziert werden können. DE 10 2018 001 051 A1 describes a method for reducing an electromagnetic interference signal by means of active negative feedback, in which the interference signal is superimposed in a reference measuring point with an interference suppression signal that has negative feedback and is adapted to the interference signal. Proceeding from this, the invention is based on the object of specifying a device and a method with the aid of which interference coupled into AC-controlled loads can be reduced in a simple manner.
Mit Blick auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Mit Blick auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf die Vorrichtung aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt. With regard to the device, the object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1. With regard to the method, the object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 10. Advantageous refinements, developments and variants are the subject matter of the dependent claims . The advantages and preferred configurations listed with regard to the device can be transferred analogously to the method and vice versa.
Konkret wird die auf die Vorrichtung gerichtete Aufgabe gelöst durch eine Vor richtung zur Reduzierung eines in einer Störsenke eingekoppelten Störfeldes bei zumindest einer AC-angesteuerten Last innerhalb eines Kraftfahrzeugs. Bei dem eingekoppelten Störfeld handelt es sich insbesondere um Koppelkapazitäten. Specifically, the object directed to the device is achieved by a device for reducing an interference field coupled into an interference sink in the case of at least one AC-controlled load inside a motor vehicle. The interference field that is coupled in is, in particular, coupling capacitances.
Die Vorrichtung weist hierbei eine Störquelle auf. Ferner weist die Vorrichtung zwei Leitungen auf, die die Störquelle mit einer Last verbinden, wobei über die zwei Leitungen die Last durch die Störquelle mit einem Ansteuersignal ansteuer bar oder angesteuert ist. Das Ansteuersignal strahlt hierbei das Störfeld aus, das in die Störsenke einkoppelt und somit deren Funktion zumindest beeinträchtigt. In this case, the device has a source of interference. Furthermore, the device has two lines which connect the source of interference to a load, the load being actuatable or being controlled by the source of interference with a control signal via the two lines. In this case, the control signal emits the interference field, which couples into the interference sink and thus at least impairs its function.
Erfindungsgemäß ist die Störquelle derart eingerichtet, durch eine gleichzeitig ge taktete Ansteuerung der beiden Leitungen ein zu dem eingekoppelten Störfeld in vertiertes Entstörfeld zu erzeugen, zur Reduzierung des in die Störsenke einge koppelten Störfelds. Insbesondere heben sich das Störfeld und das Entstörfeld gegenseitig auf, sodass keine Störung der Störsenke auftritt. Unter invertiert kann somit vorliegend verstanden werden, dass das Entstörfeld einem Signal zu Grunde liegt, welches eine zum Ansteuersignal (welches wiederum Grundlage des Störfeldes ist) entgegengesetzte Amplitude bei gleicher Frequenz aufweist und sich die beiden Felder daher durch destruktive Interferenz aufheben. According to the invention, the source of interference is set up in such a way that a simultaneously clocked control of the two lines generates an interference suppression field that is inverted with respect to the interference field coupled in, in order to reduce the interference field coupled into the interference sink. In particular, the interference field and the interference suppression field cancel each other out, so that there is no interference with the interference sink. In the present case, inverted can therefore be understood to mean that the interference suppression field is based on a signal which has an opposite amplitude to the control signal (which in turn is the basis of the interference field) at the same frequency and the two fields therefore cancel each other out through destructive interference.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass somit durch die bewusste gegengetaktete Ansteuerung der Last das eigentliche Ansteuersignal gleichzeitig das „Nutzsignal" und das „Entstörsignal" ist. Unter dem „Nutzsignal" kann vorliegend das Signal verstanden werden, welches die Last versorgt. Unter dem „Entstörsignal" kann vorliegend ein Signal verstanden werden, welches dazu dient, das vorstehend er wähnte Störfeld zu reduzieren. Mit anderen Worten ist das „Nutzsignal" so modu liert, dass es auch gleichzeitig sein eigenes „Entstörsignal" ist. It is particularly advantageous here that the actual control signal is the "useful signal" and the "anti-interference signal" at the same time as a result of the deliberate counter-clocked control of the load. In the present case, the “useful signal” can be understood to mean the signal which supplies the load in the present case a signal is to be understood which serves to reduce the interference field mentioned above. In other words, the "useful signal" is modulated in such a way that it is also its own "interference suppression signal" at the same time.
Es wird daher kein gesondert generiertes Entstörsignal, wie beispielsweise im ein gangs erwähnten Stand der Technik und daher keine zusätzliche Entstörschaltung benötigt. Die eigentliche Schaltung weist daher keine eigenständige Teilschaltung auf, die nur den Zweck bzw. die Funktion des Entstörens realisieren soll. Therefore, no separately generated interference suppression signal is required, as for example in the prior art mentioned at the outset, and therefore no additional interference suppression circuit is required. The actual circuit therefore has no independent sub-circuit that is only intended to implement the purpose or the function of interference suppression.
Ferner kann ebenfalls auf die eingangs beschriebenen Filter verzichtet werden. Des Weiteren erfolgt eine Entstörung bereits an der Störquelle. Furthermore, the filters described above can also be dispensed with. Furthermore, interference suppression takes place at the source of the interference.
In einer Ausführungsform ist die Störquelle derart eingerichtet, durch die gleich zeitig getaktete Ansteuerung ein symmetrisches Ansteuersignal zu erzeugen. So mit ist sichergestellt, dass sich das Störfeld und das Entstörfeld durch konstruk tive Interferenz aufheben. In one embodiment, the source of interference is set up in such a way that the simultaneously clocked control generates a symmetrical control signal. This ensures that the interference field and the interference suppression field cancel each other out through constructive interference.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Störquelle derart eingerichtet, ein mittleres Spannungspotential zu generieren, insbesondere vorzugeben, welches zum Ausgleich von Asymmetrien des Störfeldes dient. Unter dem mittleren Span nungspotential kann hierbei beispielsweise ein Spannungspotential mit dem hal ben Wert einer Versorgungsspannung der Last verstanden werden. Weist also die Last beispielsweise eine Versorgungsspannung von 12V auf, so weist das mittlere Spannungspotential einen Wert von 6V auf. According to a further embodiment, the interference source is set up in such a way that it generates, in particular predetermines, a mean voltage potential which is used to compensate for asymmetries in the interference field. In this case, the mean voltage potential can be understood to mean, for example, a voltage potential with half the value of a supply voltage of the load. So if the load has a supply voltage of 12V, for example, then the mean voltage potential has a value of 6V.
Insbesondere dient das mittlere Spannungspotential einem Ausgleich von Asym metrien der bereits erwähnten Koppelkapazitäten. Unter den Asymmetrien der Koppelkapazitäten können vorliegend Ungleichgewichte in diesen Kapazitäten ver standen werden, wenn beispielsweise eine der beiden Leitungen einen größeren Anteil an dem Störfeld aufweist und daher mit einem anderen Faktor in die Stör senke einkoppelt. In particular, the mean voltage potential is used to compensate for asym metries of the coupling capacitances already mentioned. The asymmetries of the coupling capacitances can be understood to mean imbalances in these capacitances if, for example, one of the two lines has a larger proportion of the interference field and therefore couples into the interference sink with a different factor.
In diesem Zusammenhang ist die Störquelle gemäß einer Weiterbildung derart eingerichtet, zum Ausgleich der Asymmetrien des Störfeldes das mittlere Span nungspotential einzustellen und insbesondere zu variieren. Mit Bezug auf das obige Beispiel der unterschiedlichen Werte des mittleren Spannungspotentials und der Versorgungspannung, kann das mittlere Spannungspotential auch anstatt auf 6V auf 8V eingestellt und insbesondere variiert werden, um die Asymmetrie der Koppelkapazitäten zu kompensieren. In this context, according to a further development, the interference source is set up in such a way that the average voltage potential is set and, in particular, varied in order to compensate for the asymmetries of the interference field. Referring to the above example of the different values of the mean voltage potential and the supply voltage, the mean voltage potential can also instead be on 6V set to 8V and in particular varied in order to compensate for the asymmetry of the coupling capacitances.
In einer Ausführungsform weist die Störquelle einen Spannungsteiler oder ein Li nearregler zur Generierung und/oder Einstellung des mittleren Spannungspotenti als auf. Alternativ hierzu kann das mittlere Spannungspotential mittels einer so genannten „Switch Mode Power Supply"-Einheit (SMPS) generiert werden. Hinzu kommen hierbei noch Anpassungen bzw. eine Aufbereitung des mittleren Span nungspotentials, um sogenannten „Power Integrity"-Gesichtspunkten Rechnung zu tragen. In one embodiment, the interference source has a voltage divider or a linear regulator for generating and/or setting the mean voltage potential. As an alternative to this, the mean voltage potential can be generated using what is known as a "switch mode power supply" unit (SMPS).
Gemäß einer Ausführungsform weist das Störfeld eine Frequenz im Radiobereich, insbesondere eine Frequenz im Bereich von 500 kHz und 150 MHz auf. Somit ist das primäre Ziel eine Reduzierung von Störungen im MW/AM/UKW-Frequenzbe- reich. Die Ausgestaltung ist jedoch nicht auf diesen Frequenzbereich beschränkt. Vielmehr kann dieser auch insbesondere hinsichtlich höherer Frequenzen erwei tert werden. According to one embodiment, the interference field has a frequency in the radio range, in particular a frequency in the range of 500 kHz and 150 MHz. Thus, the primary goal is to reduce interference in the MW/AM/FM frequency range. However, the design is not limited to this frequency range. Rather, this can also be expanded in particular with regard to higher frequencies.
Dieser Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde, dass in dem vorstehend ge nannten Frequenzbereich nicht von einer elektromagnetischen Welle gesprochen werden kann, da die Störsenke, insbesondere innerhalb des Kraftfahrzeuges, deutlich näher an dem Abstrahlpunkt (die Störquelle bzw. die beiden Leitungen) angeordnet ist als die Wellenlänge des Störfeldes lang ist. Zusätzlich ist in der Regel die abstrahlende Struktur (die Störquelle oder die beiden Leitungen) sehr ausladend, insbesondere wenn es sich um einen innerhalb von Kraftfahrzeugen üblichen Kabelbaum handelt. Dies führt dazu, dass ein deutlich größerer Abstand als die Länge der Wellenlänge notwendig wäre, um von einem Fernfeld auszuge hen. Erst in einem derartigen Fernfeld erfolgt ein Eintrag von Störenergie in Form von elektromagnetischen Wellen. This embodiment is based on the idea that in the frequency range mentioned above one cannot speak of an electromagnetic wave, since the interference sink, in particular inside the motor vehicle, is arranged much closer to the emission point (the interference source or the two lines) than the Wavelength of the interference field is long. In addition, the radiating structure (the source of interference or the two lines) is generally very expansive, particularly when it comes to a wiring harness that is customary in motor vehicles. As a result, a significantly larger distance than the length of the wavelength would be necessary to assume a far field. Only in such a far field does interference energy enter in the form of electromagnetic waves.
Somit ist die vorliegende Erfindung speziell für innerhalb kurzer Distanzen, wie sie bei innerhalb eines Kraftfahrzeuges angeordneten Komponenten auftreten, vorliegende Störungen ausgebildet und geeignet. The present invention is thus designed and suitable specifically for faults that are present within short distances, such as those that occur with components arranged inside a motor vehicle.
In einer Ausführungsform ist die Last ein Elektromotor. In diesem Zusammenhang handelt es sich bei dem Störfeld um eine kapazitive Kopplung zwischen der positi- ven Motorphase und der negativen Motorphase. Ebenso können unter den vorste hend genannten Asymmetrien des Störfeldes mit Bezug auf den Elektromotor Un gleichgewichte durch Ungleichheit der effektiven, elektrisch leitenden Flächen der positiven und negativen Motorphase verstanden werden. Elektromotoren sind zum einen üblicherweise häufig und in großer Anzahl, z.B. als Stellmotoren in Kraft fahrzeugen vorhanden und zum anderen von derartigen Störungen betroffen, weshalb sich die erfindungsgemäße Vorrichtung hierbei als vorteilhaft erwiesen hat. In one embodiment, the load is an electric motor. In this context, the interference field is a capacitive coupling between the positive ven motor phase and the negative motor phase. Likewise, the above-mentioned asymmetries of the interference field in relation to the electric motor can be understood to mean imbalances due to imbalance in the effective, electrically conductive surfaces of the positive and negative motor phases. On the one hand, electric motors are usually present frequently and in large numbers, for example as servomotors in motor vehicles, and on the other hand they are affected by such disturbances, which is why the device according to the invention has proven to be advantageous in this case.
Ferner ist gemäß einer weiteren Ausführungsform die Störsenke eine Antenne des Kraftfahrzeugs. Analog zu den vorstehend erwähnten Elektromotoren sind eben falls Antennen sehr störanfällig, sodass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Reduzierung der eingekoppelten Störungen ermöglicht ist. Furthermore, according to a further embodiment, the interference sink is an antenna of the motor vehicle. Analogously to the electric motors mentioned above, antennas are also very susceptible to interference, so that the device according to the invention enables a reduction in the coupled-in interference.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Störquelle eine Ansteuerelektronik für die Last, insbesondere für den Elektromotor. Bei der Ansteuerelektronik han- delt es sich üblicherweise um ein mit Flalbleiterschaltelementen versehene Schalt einheit, die dazu ausgebildet ist, eine PWM-Ansteuerung durchzuführen. Aus die sem Grund eignet sich eine derartige Störquelle zur erfindungsgemäßen Ansteue rung der Last. According to a further embodiment, the source of interference is control electronics for the load, in particular for the electric motor. The control electronics are usually a switching unit which is provided with semiconductor switching elements and is designed to carry out PWM control. For this reason, such a source of interference is suitable for controlling the load according to the invention.
Hinsichtlich der Ansteuerung gilt zu beachten, dass das Timing von jeweils zwei PWM-Ausgängen möglichst nahe zusammen liegt. With regard to the control, it is important to ensure that the timing of two PWM outputs is as close as possible.
Konkret wird die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Reduzierung eines in einer Störsenke eingekoppelten Störfeldes, insbesondere in Form von Koppelkapazitäten, bei zumindest einer AC-angesteuerten Last inner halb eines Kraftfahrzeugs, das Verfahren umfassend die Schritte: - Erfassen einer bereitzustellenden Versorgungsspannung einer Last, Specifically, the object directed to the method is achieved by a method for reducing an interference field coupled into an interference sink, in particular in the form of coupling capacitances, with at least one AC-controlled load inside a motor vehicle, the method comprising the steps: - detecting a supply voltage to be provided a burden
Generieren eines Ansteuersignals auf Basis der bereitzustellenden Versor gungsspannung mittels einer Störquelle, welches ein Störfeld erzeugt, das in die Störsenke einkoppelt, getaktetes Ansteuern der Last auf Basis des generierten Ansteuersignals über mindestens zwei Leitungen, die die Störquelle und die Last verbinden, zur Erzeugung eines zum eingekoppelten Störfeld invertierten Entstörfelds. Generating a control signal based on the supply voltage to be provided by means of an interference source, which generates an interference field that couples into the interference sink, clocked control of the load on the basis of the generated control signal via at least two lines that connect the interference source and the load, to generate an interference suppression field that is inverted relative to the interference field that has been coupled in.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses ergänzend die Schritte: According to one embodiment of the method, this additionally includes the steps:
Vorgabe eines mittleren Spannungspotentials sowie Specification of an average voltage potential and
Anpassung des mittleren Spannungspotentials zum Ausgleich von Asym metrien des Störfeldes. Adaptation of the average voltage potential to compensate for asymmetries in the interference field.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren nä- her erläutert. Diese zeigen in teilweise stark vereinfachter Darstellung: Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. These show in a partially greatly simplified representation:
Fig. la ein skizzierter Verlauf eines Ansteuersignals gemäß dem Stand der Technik, 1a shows a sketched course of a control signal according to the prior art,
Fig. lb ein skizzierter Verlauf eines erfindungsgemäßen Ansteuersignals, lb a sketched course of a control signal according to the invention,
Fig. 2 ein skizzierter Schaltaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduzierung eines eingekoppelten Störfeldes sowie Fig. 2 is a sketched switching structure of a device according to the invention for reducing a coupled interference field and
Fig. 3 skizzierte Spannungsverläufe der Störquelle gern. Fig. 2 bei erfin dungsgemäßer Ansteuerung einer Last. Fig. 3 Sketched voltage curves of the source of interference like. Fig. 2 with inventions to the invention driving a load.
In den Figuren sind gleichwirkende Bauteile stets mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt. Fig. la zeigt einen skizzierten Verlauf eines Ansteuersignals Sait gemäß dem Stand der Technik. Hierbei handelt es sich um ein durch Pulsweitenmodulation (PWM) getaktetes Signal zur Ansteuerung einer AC-Last 4 (vgl. Fig. 2; nachfolgend auch lediglich als Last bezeichnet). Das Ansteuersignal Sait weist ferner zwei Signalan teile, nämlich einen ersten Signalanteil Mlait und einen zweiten Signalanteil M2ait auf. Bei der bereits bekannten Ansteuerung durch ein derartiges Ansteuersignal Sait ist lediglich ein Signalanteil, im vorliegenden Beispiel der zweite Signalanteil M2ait, mit einer PWM moduliert, während der andere Signalanteil, im vorliegenden Beispiel der erste Signalanteil Mlait, auf Masse liegt. Unter auf Masse liegen kann im vorliegenden Beispiel verstanden werden, dass der entsprechende Signalanteil einen Wert von OV aufweist. Beispielsweise kann jeweils ein Signalanteil Mlait, M2ait durch eine Ansteuerleitung übermittelt werden. Je nach geforderter Ansteu erung oder Betriebsart der Last 4, kann auch der erste Signalanteil Mlait getaktet und der zweite Signalanteil M2ait auf Masse liegen. Eine vorstehend beschriebene Ansteuerung, bei der lediglich ein Signalanteil PWM-getaktet ist, führt jedoch zwangsläufig zu Störfeldern, die andere Komponenten in der näheren Umgebung in ihrer Funktion stören. Die vorstehend beschriebene Ansteuerung ist jedoch be kannt, sodass an dieser Stelle auf eine genauere Ausführung verzichtet wird. Components with the same effect are always shown with the same reference symbols in the figures. 1a shows a sketched course of a drive signal S ait according to the prior art. This is a signal clocked by pulse width modulation (PWM) for driving an AC load 4 (cf. FIG. 2; also referred to simply as load below). The control signal S ait also has two signal components, namely a first signal component M1 ait and a second signal component M2 ait . In the case of the already known actuation by such an actuation signal S ait , only one signal component, in the present example the second signal component M2 ait , is modulated with a PWM, while the other signal component, in the present Example, the first signal component Ml ait , is grounded. In the present example, being at ground can be understood to mean that the corresponding signal component has a value of OV. For example, a signal component M1 ait , M2 ait can be transmitted through a control line. Depending on the required control or operating mode of the load 4, the first signal component M1 ait can also be clocked and the second signal component M2 ait can be grounded. A control as described above, in which only a signal portion is PWM-clocked, however, inevitably leads to interference fields that disrupt the function of other components in the immediate vicinity. However, the control described above is known, so that a more detailed explanation will not be given at this point.
Fig. lb zeigt nun einen skizzierten Verlauf eines erfindungsgemäßen, getakteten Ansteuersignals Sneu- Ebenso wie das Ansteuersignal Sait gemäß dem Stand der Technik, weist das erfindungsgemäße Ansteuersignal Sneu ebenfalls zwei Signalan teile M lneu, M2neu auf. Wenn nachfolgend lediglich von dem Ansteuersignal sowie den beiden Signalanteilen gesprochen wird, ist grundsätzlich das erfindungsge mäße Ansteuersignal Sneu sowie dessen erster und zweiter Signalanteil M l neu, M2neu gemeint. 1b now shows a sketched profile of a clocked control signal Snew according to the invention. Just like the control signal S ait according to the prior art, the control signal Snew according to the invention also has two signal components M1new, M2new. If only the control signal and the two signal components are discussed below, what is basically meant is the control signal Snew according to the invention and its first and second signal components M1newu , M2new.
Wie in Fig. lb zu erkennen ist, ist nun nicht mehr lediglich ein Signalanteil M l neu, M2neu durch eine PWM moduliert und der jeweils andere Signalanteil M l neu, M2neu liegt auf Masse. Vielmehr sind beide Signalanteile M l neu, M2neu durch eine PWM moduliert. Konkret sind die beiden Signalanteile M l neu, M2neu z.B. innerhalb eines Spannungsbereichs einer Kraftfahrzeugbatterie (0V bis VBat) derart PWM-modu- liert, dass sie gegenläufig bzw. gegengetaktet sind. D.h. weist einer der beiden Signalanteile M l neu, M2neu einen positiven Maximalwert auf, weist der andere Sig nalanteil M lneu, M2neu einen negativen Maximalwert auf. Als Referenz dient hierbei jedoch nicht das Spannungspotential von 0V. Vielmehr wird ein mittleres Span nungspotential Umittei vorgegeben, welches beispielsweise und mit Bezug zu obi gem Beispiel die Hälfte der Batteriespannung VBat der Kraftfahrzeug batterie auf weist. Somit weisen die Werte des einen Signalanteils M l neu, M2neu (hier die Werte des zweiten Signalanteils M2neu) entweder VBat oder Umittei auf, wobei Umittei den „negativen Maximalwert" bildet. Die Werte des anderen Signalanteils M l neu, M2neu (hier die Werte des ersten Signalanteils M l neu) weisen entweder 0V oder Umittei auf. Beide Signalanteile M l neu, M2neu sind hierbei bezogen auf die Frequenz der PWM gleich getaktet. Wie somit auch bereits aus der graphischen Darstellung des skizzierten Signalver laufs zu erkennen ist, heben sich die beiden Signalanteile Mlneu, M2neu gegensei tig auf. Ebenso wird hierdurch ein Störfeld, welches beispielsweise durch den zweiten Signalanteil M2neu ausgesendet und in eine Störsenke 8 (vgl. Fig. 2) ein gekoppelt wird, von einem vom ersten Signalanteil Mlneu generierten Entstörfeld überlagert. Durch die entgegengesetzte Taktung der beiden Signalanteile Mlneu, M2neu heben sich somit auch das Störfeld und das Entstörfeld durch destruktive Interferenz auf, was vorteilhafterweise dazu führt, dass ein zumindest stark abge schwächtes Störfeld vorhanden ist. Insbesondere ist die Abschwächung so ausge legt, dass das Störfeld vollständig von dem Entstörfeld destruktiv überlagert wird. Durch eine geeignete Amplitudenwahl sowie das mittlere Spannungspotential U mit tel ist die eigentliche Ansteuerung der Last 4 nicht beeinträchtigt. Das Ansteuer signal Sneu ist somit gleichzeitig ein „Nutzsignal" und sein eigenes „Entstörsignal". Es kann auf zusätzliche Komponenten, die lediglich zu einer Entstörung ausgebil det sind, verzichtet werden. As can be seen in FIG. 1b, only one signal component M1 new, M2new is no longer modulated by a PWM and the other signal component M1 new, M2 new is grounded. Rather, both signal components Ml new , M2 new are modulated by a PWM. Specifically, the two signal components M1 new , M2 new , for example, within a voltage range of a motor vehicle battery (0V to V Bat ) are PWM-modulated in such a way that they are counter-rotating or counter-clocked. That is to say, if one of the two signal components M1new , M2new has a positive maximum value, the other signal component M1new, M2new has a negative maximum value. However, the voltage potential of 0V does not serve as a reference. Rather, an average voltage potential Umittei is specified, which, for example and with reference to the above example, has half the battery voltage V Bat of the motor vehicle battery. Thus, the values of the one signal component M l new u, M2 new (here the values of the second signal component M2 new ) have either V Bat or Umittei , with Umittei forming the "negative maximum value". The values of the other signal component M l new u , M2new (here the values of the first signal component M1newu ) have either 0 V or Umitei Both signal components M1newu , M2new are clocked the same in relation to the frequency of the PWM. As can also be seen from the graphical representation of the outlined signal curve, the two signal components M1 new and M2 new cancel each other out. Likewise, an interference field, which is emitted, for example, by the second signal component M2 new and is coupled into an interference sink 8 (cf. FIG. 2), is superimposed by an interference suppression field generated by the first signal component M1 new. Due to the opposite clocking of the two signal components Ml new u, M2 new, the interference field and the interference suppression field also cancel each other out due to destructive interference, which advantageously means that an interference field that is at least greatly weakened is present. In particular, the attenuation is designed in such a way that the interference field is completely destructively superimposed by the interference suppression field. The actual control of the load 4 is not impaired by a suitable choice of amplitude and the mean voltage potential U mit tel. The control signal S n e u is thus at the same time a "useful signal" and its own "interference suppression signal". Additional components that are only designed for interference suppression can be dispensed with.
Fig. 2 zeigt einen skizzierten Schaltungsaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrich tung 2, wie sie beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die Vorrich tung 2 weist eine Störquelle 6 auf. Die Störquelle 6 ist über zwei Leitungen 10a, 10b mit der AC-angesteuerten Last 4 verbunden. Bei der Last handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Elektromotor, der lediglich stellvertre tend durch einen Widerstand dargestellt ist. Die Störquelle 6 ist im Ausführungs beispiel gemäß Fig. 2 als eine Ansteuerelektronik für den als Last 4 ausgebildeten Elektromotor ausgebildet. Hierbei weist die Störquelle 6 mehrere Schaltelemente 12 auf. Die Schaltelemente 12 sind beispielsweise als Halbleiterschalter ausgebil det und weisen jeweils einen Anschluss 14 an eine Steuerspannung auf. Fig. 2 shows an outlined circuit structure of a Vorrich device 2 according to the invention, as it is arranged for example in a motor vehicle. The device 2 has a source of interference 6 . The interference source 6 is connected to the AC-driven load 4 via two lines 10a, 10b. In the present exemplary embodiment, the load is an electric motor, which is merely represented by a resistor. The source of interference 6 is formed in the embodiment example according to FIG. In this case, the source of interference 6 has a plurality of switching elements 12 . The switching elements 12 are designed as semiconductor switches, for example, and each have a connection 14 to a control voltage.
Ferner weist die Störquelle 6 eine erste Spannungsversorgungseinheit 16, bei spielsweise in Form einer Kraftfahrzeugbatterie auf. Die erste Spannungsversor gungseinheit 16 bildet gleichzeitig auch die Hauptenergieversorgung für die Vor richtung 2 sowie die Last 4. Des Weiteren weist die Vorrichtung 2 eine zweite Spannungsversorgungseinheit 18 auf, die zur Bereitstellung des mittleren Span nungspotentials U mittei dient. Furthermore, the source of interference 6 has a first power supply unit 16, for example in the form of a motor vehicle battery. The first voltage supply unit 16 also forms the main energy supply for the device 2 and the load 4. The device 2 also has a second voltage supply unit 18, which is used to provide the mean voltage potential U mean .
Die Störquelle 6 ist derart eingerichtet, die Last 4 über die zwei Leitungen 10a, 10b mit dem Ansteuersignal Sneu anzusteuern. Hierbei wird durch das ebenfalls zuvor erwähnte und durch das Ansteuersignal Sneu generierte Entstörfeld eine Ein kopplung eines Störfeldes in die Störsenke 8 reduziert und vorzugsweise vollstän dig unterbunden. The source of interference 6 is set up in such a way that the load 4 is activated with the activation signal S new via the two lines 10a , 10b. This is also through the The previously mentioned interference suppression field generated by the drive signal S new reduces and preferably completely prevents the coupling of an interference field into the interference sink 8 .
Bei der Störsenke 8 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Antenne des Kraftfahrzeuges, die lediglich vereinfacht durch ein Rechteck darge stellt ist. Ferner sind stilisiert Koppelkapazitäten Ci, C2 der beiden Leitungen 10a, 10b dargestellt, die störend auf die Störsenke 8 einwirken und die durch das Ent störfeld reduziert werden. In the present exemplary embodiment, the interference sink 8 is an antenna of the motor vehicle, which is merely represented in a simplified manner by a rectangle. Furthermore, stylized coupling capacitances Ci, C2 of the two lines 10a, 10b are shown, which have a disruptive effect on the interference sink 8 and which are reduced by the noise suppression.
Aus der Fig. 3 sind die einzelnen Verläufe der Spannungen der Schaltelemente 12 sowie der Last 4 gegenübergestellt. Der von oben betrachtet erste Spannungsver lauf zeigt das Spannungssignal, welches an der Last 4 anliegt. Die übrigen Ver läufe zeigen die Spannungssignale der einzelnen Schaltelemente 12. The individual curves of the voltages of the switching elements 12 and of the load 4 are compared from FIG. 3 . The first voltage curve viewed from above shows the voltage signal which is present at the load 4 . The other runs show the voltage signals of the individual switching elements 12.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fach mann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlas sen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbei spielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombi nierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. On the contrary, other variants of the invention can also be derived from this by the person skilled in the art without leaving the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
Bezuaszeichenliste reference list
2 Vorrichtung 2 device
4 AC-angesteuerte Last 4 AC driven load
6 Störquelle 6 source of interference
8 Störsenke 8 interference sink
10a, b Leitung 10a,b line
12 Schaltelement 12 switching element
14 Steuerspannungsanschluss 14 Control Power Connector
16 erste Spannungsversorgungseinheit 16 first power supply unit
18 zweite Spannungsversorgungseinheit 18 second power supply unit
Salt Ansteuersignal gemäß Stand der Technik Salt drive signal according to the prior art
Sneu erfindungsgemäßes Ansteuersignal Sneu control signal according to the invention
M 1 alt erster Signalanteil gemäß Stand der Technik M lneu erfindungsgemäßer erster SignalanteilM 1 old first signal component according to the prior art M lnew first signal component according to the invention
M2ait zweiter Signalanteil gemäß Stand der TechnikM2 a with the second signal component according to the prior art
M2neu erfindungsgemäßer zweiter SignalanteilM2neu second signal component according to the invention
Ci,C2 Koppelkapazitäten Ci,C 2 coupling capacitances
Umittel mittleres Spannungspotential Umedium medium voltage potential

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung (2) zur Reduzierung eines in einer Störsenke (8) eingekoppelten Störfeldes, insbesondere in Form von Koppelkapazitäten (Ci, C2) bei zumindest einer AC-angesteuerten Last (4) innerhalb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: eine Störquelle (6) sowie zwei Leitungen (10a, 10b), die die Störquelle (6) mit der Last (4) verbinden, wobei über die zwei Leitungen (10a, 10b) die Last (4) durch die Störquelle (6) mit einem Ansteuersignal (Sneu) ansteuerbar oder angesteuert ist, wobei das Ansteuersignal (Sneu) das Störfeld ausstrahlt, das in die Störsenke (8) einkoppelt, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) derart eingerichtet ist, durch eine gleichzeitig gegengetaktete Ansteuerung der beiden Leitungen (10a, 10b), ein zu dem eingekoppelten Störfeld invertiertes Entstörfeld zu erzeugen, zur Reduzierung des in die Störsenke (8) eingekoppelten Störfelds. 1. Device (2) for reducing an interference field coupled into an interference sink (8), in particular in the form of coupling capacitances (Ci, C2) in the case of at least one AC-controlled load (4) within a motor vehicle, having: an interference source (6) and two lines (10a, 10b) which connect the interference source (6) to the load (4), the load (4) being supplied with a control signal (S new ) by the interference source (6) via the two lines (10a, 10b) can be controlled or is controlled, with the control signal (Sneu) emitting the interference field which couples into the interference sink (8), as a result of which it is marked that the interference source (6) is set up in such a way that the two lines are controlled in opposite directions at the same time (10a, 10b) to generate an interference suppression field which is inverse to the interference field coupled in, in order to reduce the interference field coupled into the interference sink (8).
2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) derart eingerichtet ist, durch die gleichzeitig gegengetaktete Ansteuerung ein symmetrisches Ansteuersignal (Sneu) zu erzeugen, sodass sich das Störfeld und das Entstörfeld durch destruktive Interferenz aufheben. 2. The device (2) according to claim 1, characterized in that the interference source (6) is set up in such a way that a symmetrical control signal (Sneu) is generated by the simultaneously counter-clocked control, so that the interference field and the interference suppression field are cancel destructive interference.
3. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) derart eingerichtet ist, ein mittleres Spannungspotential (Umittei) zu generieren, zum Ausgleich von Asymmetrien des Störfeldes, insbesondere der Koppelkapazitäten (Ci, C2). 3. Device (2) according to one of claims 1 or 2, dad u rch ge eken nzeich net that the interference source (6) is set up in such a way to generate a mean voltage potential (Umitei) to compensate for asymmetries of the interference field, in particular the Coupling capacitances (Ci, C2).
4. Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) derart eingerichtet ist, zum Ausgleich der Asymmetrien des Störfeldes das mittlere Spannungspotential (Umittei) einzustellen, insbesondere zu variieren. 4. Device (2) according to claim 3, dad u rch geken nzeich net that the source of interference (6) is set up in such a way that the average voltage potential (Umittei) is set, in particular varied, to compensate for the asymmetries of the interference field.
5. Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) einen Spannungsteiler oder einen Linearregler zur Generierung und/oder Einstellung des mittleren Spannungspotentials (Umittei) aufweist. 5. Device (2) according to claim 4, dad u rch g eken nzeich net that the interference source (6) has a voltage divider or a linear regulator for generating and/or adjusting the mean voltage potential (Umitei).
6. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass das Störfeld eine Frequenz im Radiobereich, insbesondere eine Frequenz mit einem Wert im Bereich von 500 kHz und 150 MFIz aufweist. 6. Device (2) according to one of the preceding claims, dad u rch g eken nzeich net that the interference field has a frequency in the radio range, in particular a frequency with a value in the range of 500 kHz and 150 MFIz.
7. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Last (4) ein Elektromotor ist. 7. Device (2) according to one of the preceding claims, dad u rch g eken nzeich net that the load (4) is an electric motor.
8. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störsenke (8) eine Antenne des Kraftfahrzeuges ist. 8. Device (2) according to one of the preceding claims, dad u rch g eken nzeich net that the interference sink (8) is an antenna of the motor vehicle.
9. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Störquelle (6) eine Ansteuerelektronik für die Last (4) ist. 9. Device (2) according to one of the preceding claims, dad u rch g eken nzeich net that the source of interference (6) is an electronic control system for the load (4).
10. Verfahren zur Reduzierung eines in einer Störsenke (8) eingekoppelten Störfeldes, insbesondere in Form von Koppelkapazitäten (Ci, C2), bei zumindest einer AC-angesteuerten Last (4) innerhalb eines Kraftfahrzeugs, das Verfahren umfassend die Schritte: 10. Method for reducing an interference field coupled into an interference sink (8), in particular in the form of coupling capacitances (Ci, C2), in the case of at least one AC-controlled load (4) within a motor vehicle, the method comprising the steps:
Erfassen einer bereitzustellenden Versorgungsspannung der Last (4), Generieren eines Ansteuersignals (Sneu) auf Basis der bereitzustellenden Versorgungsspannung mittels einer Störquelle (6), welches ein Störfeld erzeugt, das in die Störsenke (8) einkoppelt, getaktetes Ansteuern der Last (4) auf Basis des generierten Ansteuersignals (Sneu) über mindestens zwei Leitungen (10a, 10b), die die Störquelle (6) und die Last (4) verbinden, zur Erzeugung eines zum eingekoppelten Störfeld invertierten Entstörfelds. Detection of a supply voltage to be provided for the load (4), generation of a control signal (S new u) based on the supply voltage to be provided by means of an interference source (6), which generates an interference field which couples into the interference sink (8), clocked control of the load (4 ) based on the generated control signal (S new ) via at least two lines (10a, 10b), the connect the interference source (6) and the load (4) to generate an interference suppression field that is inverted relative to the interference field that has been coupled in.
11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend die Schritte: - Vorgabe eines mittleren Spannungspotentials (U mitei) sowie11. The method according to claim 10, further comprising the steps: - Predetermining an average voltage potential (U mitei) and
Anpassung des mittleren Spannungspotentials (U mittei) zum Ausgleich von Asymmetrien des Störfeldes. Adaptation of the mean voltage potential (U mean) to compensate for asymmetries in the interference field.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060006832A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Nissan Motor Co., Ltd. Power conversion and vehicle
US20110299312A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Abb Inc. Inverter for solar cell array
US20170155321A1 (en) * 2014-05-12 2017-06-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power-converting device and power conditioner using the same
DE102018001051A1 (en) 2018-02-09 2019-08-14 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Method for reducing an electromagnetic interference signal of a clocked electronic system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4327483A1 (en) 1993-08-16 1995-02-23 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling a power control element of a drive unit of a vehicle
US9965426B2 (en) 2015-01-07 2018-05-08 Infineon Technologies Ag System and method for a low emission network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060006832A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Nissan Motor Co., Ltd. Power conversion and vehicle
US20110299312A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-08 Abb Inc. Inverter for solar cell array
US20170155321A1 (en) * 2014-05-12 2017-06-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power-converting device and power conditioner using the same
DE102018001051A1 (en) 2018-02-09 2019-08-14 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Method for reducing an electromagnetic interference signal of a clocked electronic system

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