DE19725708A1

DE19725708A1 - Verfahren zur Ansteuerung wenigstens zweier elektrischer Verbraucher

Info

Publication number: DE19725708A1
Application number: DE19725708A
Authority: DE
Inventors: Martin Kessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-07
Also published as: JP2002504299A; KR20010013765A; EP0990303A1; WO1998058445A1; BR9810694A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung wenigstens zweier elektrischer Verbraucher mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß in elektrischen Schaltungsanord nungen elektrische Verbraucher mit einem pulsweiten modulierten Signal angesteuert werden können. Ent sprechend eines Tastverhältnisses des pulsweitenmodu lierten Signals erfolgt eine Verbindung der elektri schen Verbraucher mit einer Spannungsquelle bezie hungsweise eine Trennung von der Spannungsquelle. Während der sich in Abhängigkeit des Tastverhältnis ses ergebenen Pulspausen der Signale fließt infolge einer Eingangsinduktivität der elektrischen Verbin dungsleitungen zwischen der Spannungsquelle und den elektrischen Verbrauchern ein Strom. Dieser Strom wird bekanntermaßen mittels einer Pufferkapazität aufgenommen.

Sind in einer elektrischen Schaltungsanordnung, bei spielsweise bei einer getakteten Motorendstufen in Kraftfahrzeugen, mehrere elektrische Verbraucher an geschlossen, die gleichzeitig mit einem pulsweiten modulierten Signal mit gleichem Tastverhältnis ange steuert werden, stellt sich während der gemeinsamen Pulspause ein entsprechend hoher Kondensatorstrom in die Pufferkapazität ein. Während der Pulszeit fließt eine Differenz eines gesamten Laststromes und des Zuleitungsstromes aus der Pufferkapazität, so daß sich ein effektiver Kondensatorstrom ergibt.

Aus der WO 88/10367 ist ein Verfahren zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern bekannt, bei dem beim Schalten relativ großer Lasten diese zeitversetzt derart ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden, daß ein fließender Strom beim Einschaltvorgang im wesent lichen kontinuierlich ansteigt und beim Ausschaltvor gang im wesentlichen kontinuierlich abfällt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß der ef fektive Kondensatorstrom der Pufferkapazität redu ziert ist. Dadurch, daß die pulsweitenmodulierten Signale zur Ansteuerung der wenigstens zwei elektri schen Verbraucher zeitlich versetzt generiert werden, erfolgt eine Reduzierung der effektiven Pulspausen, so daß sich der maximale Kondensatorstrom der Puffer kapazität entsprechend verringert. Infolge des gerin gen Kondensatorstromes kann die Pufferkapazität bei vergleichbaren Randbedingungen, wie beispielsweise Temperatur und Lebensdauer, stark reduziert werden, so daß sich Kostenvorteile ergeben.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß die pulsweitenmodulierten Signale zeitlich derart zueinander versetzt generiert werden, daß bei einer Überlagerung der pulsweitenmodulierten Signale eine gleichzeitige Pulspause aller pulsweitenmodu lierten Signale nicht auftritt. Hierdurch wird si chergestellt, daß sich der Effektivwert des Kondensa torstromes der Pufferkapazität ständig aus einem Zuleitungsstrom in den Kondensator und einem Zulei tungsstrom aus dem Kondensator ergibt, so daß der effektive Maximalwert reduziert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genann ten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung und

Fig. 2 einen effektiven Kondensatorstrom in Abhängigkeit eines Tastverhältnisses pulsweitenmodulierter Signale.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung 10 ge zeigt, die zwei elektrische Verbraucher 12 bezie hungsweise 14 aufweist. Die elektrischen Verbraucher 12 und 14 können beispielsweise zwei Phasen eines getakteten mehrphasigen Gleichstrommotors sein, wie er beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik ange wendet wird. Die elektrischen Verbraucher 12 und 14 sind über je ein Schaltmittel 16 beziehungsweise 18 mit einer Spannungsquelle 20, in Kraftfahrzeugen in der Regel der Kraftfahrzeugbatterie, verbindbar. Hierzu ist ein Leitungsnetz 22 verlegt, das eine hier als Ersatzschaltzeichen dargestellte Leitungsindukti vität L aufweist. Parallel zu der Spannungsquelle 20 und den elektrischen Verbrauchern 12 und 14 ist eine Pufferkapazität C geschaltet.

Die Schaltmittel 16 und 18 sind über ein Steuergerät 24 mit pulsweitenmodulierten Signale ansteuerbar. Entsprechend des jeweiligen pulsweitenmodulierten Signals schließen die Schaltmittel 16 und 18, bezie hungsweise diese öffnen. Bei geschlossenen Schaltmit tel 16 beziehungsweise 18 sind die elektrischen Ver braucher 12 und 14 mit der Spannungsquelle 20 verbun den, so daß ein Laststrom fließt. Bei geöffneten Schaltmitteln 16 und 18 fließt aufgrund der Eingangs induktivität L des Leitungsnetzes 22 zwischen der Spannungsquelle 20 und den - von der Spannungsquelle 20 getrennten - elektrischen Verbrauchern 12 und 14 ein Zuleitungsstrom, der von der Pufferkapazität C aufgenommen wird.

Bei geschlossenen Schaltmitteln 16 und 18, das heißt, mit der Spannungsquelle 20 verbundenen elektrischen Verbrauchern 12 und 14 wird die Pufferkapazität C mittels eines Zuleitungsstromes entladen, der einer Differenz des gesamten Laststromes und dem Zulei tungsstrom in die Pufferkapazität C entspricht. Somit stellt sich entsprechend der Stellung der Schaltmit tel 16 und 18 ein bestimmter effektiver Strom für die Pufferkapazität C ein.

Anhand von Fig. 2, das in einem Diagramm den nor mierten effektiven Kondensatorstrom I über ein Tast verhältnis T der pulsweitenmodulierten Signale des Steuergerätes 24, mit dem die Schaltmittel 16 und 18 angesteuert werden, zeigt, wird der Einfluß des Tast verhältnisses auf den Effektivwert des Kondensator stromes I deutlich.

In einer ersten Kennlinie 26 ist der Verlauf des Effektivwertes des Stromes I gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wie er sich einstellt, wenn die Schaltmittel 16 und 18 mit einem pulsweitenmodulier ten Signal taktgleich angesteuert werden, das heißt, die Schaltmittel 16 und 18 öffnen beziehungsweise schließen gleichzeitig.

Mit 28 ist eine weitere Kennlinie für den Verlauf des Effektivwertes des Stromes I eingetragen, bei dem die elektrischen Verbraucher 12 und 14 zeitversetzt mit einem pulsweitenmodulierten Signal mit gleichem Tast verhältnis angesteuert werden, das heißt, entspre chend des Tastverhältnisses schließen beziehungsweise öffnen die Schaltmittel 16 und 18 zu unterschiedli chen Zeitpunkten. Dadurch, daß durch das zeitver setzte Ansteuern der Schaltmittel 16 und 18 eine - in der Überlagerung der beiden pulsweitenmodulierten Signale für die Schaltmittel 16 und 18 betrachtet - eine kürzere Pulspause gegeben ist, ergibt sich eine deutliche Reduzierung des maximalen Effektivwertes des Kondensatorstromes.

Anhand den Kennlinien 26 und 28 wird deutlich, daß bei einem Tastverhältnis von 50% (Zeitdauer des pulsweitenmodulierten Signales zur gesamten Perioden dauer) und einem um eine halbe Periodendauer zeitlich versetzten Ansteuern der Schaltmittel 16 und 18 mit einem pulsweitenmodulierten Signal gleichen Tastver hältnisses ein Minimum des Effektivstromes I auf tritt. Bei ideal angenommenen Verhältnissen von exakt um die halbe Periodendauer versetzten pulsweitenmodu lierten Signalen mit jeweils einem Tastverhältnis von exakt 50% kann der Effektivstrom I mit Null angenom men werden, so daß für diesen konkreten Fall auf das Vorsehen einer Pufferkapazität C verzichtet werden kann. Da jedoch das Umschalten der pulsweitenmodu lierten Signale mit endlichen Flanken erfolgt, ist der Wert Null praktisch nicht erreichbar. Anhand der dargestellten Kennlinien 26 und 28 wird jedoch deut lich, daß insbesondere bei einem Tastverhältnis von 50%, aber jedoch auch bei allen anderen Tastverhält nissen eine deutliche Reduzierung des Maximalwertes des Effektivstromes I gegeben ist. Entsprechend des geringeren Effektivstromes I kann die Pufferkapazität C entsprechend geringerer dimensioniert werden.

Als dritte Kennlinie 30 ist der Verlauf des gesamten Laststromes bei entsprechend der Tastverhältnisse geschalteten elektrischen Verbrauchern 12 und 14 dargestellt.

Claims

1. Verfahren zur Ansteuerung wenigstens zweier elek trischen Verbraucher in einer gemeinsamen Schaltungs anordnung mit pulsweitenmodulierten Signalen, wobei ein während einer Pulspause der pulsweitenmodulierten Signale fließender, von einer Induktivität der elek trischen Verbindungsleitungen abhängiger, Zuleitungs strom von einer Pufferkapazität aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsweitenmodulierten Signale zeitlich versetzt generiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsweitenmodulierten Signale zeitlich derart versetzt generiert werden, daß bei einer Überlagerung der pulsweitenmodulierten Signale eine gleichzeitige Pulspause aller pulsweitenmodulierten Signale nicht auftritt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schaltungsanord nung mit zwei elektrischen Verbrauchern diese mit pulsweitenmodulierten Signalen mit einem Tastverhält nis von 50% angesteuert werden, die um eine halbe Periodendauer zeitlich versetzt sind.