Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eines technischen Systems

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) betrifft die Fähigkeit von technischen Systemen, andere Systeme nicht durch eigens erzeugte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören oder durch andere Geräte gestört zu werden.

Durch Anforderungen der Kunden sowie die Gesetze für die Sicherheit und Qualität sind technische Systeme und insbesondere Fahrzeuge (im Kontext der vorliegenden Offenbarung insbesondere Kraftfahrzeuge und ferner insbesondere Personenkraftwagen) zunehmend komplex geworden. Insbesondere hat die Anzahl der Elektrik- und Elektronikkomponenten zugenommen. Dies stellt entsprechende Anforderungen an das Überprüfen der

elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eines technischen Systems oder auch lediglich einzelner Systemkomponenten bei der Entwicklungs- und Integrationsphase. Insbesondere sollen vorzugsweise alle Komponenten sowie auch das technische System (d. h. mit sämtlichen darin integrierten Komponenten) messtechnisch hinsichtlich der EMV überprüft werden.

Derartige Messungen können aber oftmals nur in einem späten Entwicklungsstadium durchgeführt werden.

Zusätzlich oder alternativ können EMV-Störgrößen auch durch numerische Simulation berechnet werden. Solche Simulationen können aber erst nach der Bereitstellung von

Informationen zu zum Beispiel in dem technischen System verbauten Antennensystemen, Bordnetzen (oder allgemein elektrischen Leitungsverläufen) und Steuergeräten mit einer sinnvollen Aussagekraft durchgeführt werden. Zudem werden EMV Risiken basierend auf derartigen Informationen mittels sogenannter Rules Checker überprüft, bei denen es sich um computergestützte Prüfprotokolle und/oder Prüfsimulationen handeln kann.

Die jeweils benötigten Informationen oder auch das für eine Messung verwendbare reale Gesamtsystem sind in der Regel erst nach dem Abschluss der Konzeptentwicklung verfügbar. Daher können EMV-Probleme (d. h. eine mangelnde elektromagnetische Verträglichkeit, zum Beispiel eine EMV unterhalb einer erforderlichen Mindestgrenze und/oder oberhalb eines zulässigen Risikofaktors) erst in der Serienentwicklungsphase festgestellt werden. Eine erste Erkenntnis der Erfindung liegt darin, dass EMV-Risiken in frühen Konzeptphasen bisher häufig unterschätzt wurden, da, wie oben geschildert, aussagekräftige EMV- Überprüfungen erst in der Serienentwicklungsphase möglich sind. Werden in diesem späten Entwicklungsstadium aber Probleme festgestellt, können die erforderlichen Gegenmaßnahmen unerwünschte Zusatzkosten und Zeitverzögerungen verursachen.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die EMV Ermittlung von technischen Systemen zu verbessern und insbesondere in einem früheren Entwicklungsstadium (zum Beispiel bereits innerhalb erster Konzeptphasen) zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Anordnung gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegeben. Es versteht sich, dass die einleitenden Erläuterungen und Merkmale auch bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen sein bzw. auf diese zutreffen können, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich.

Die Erfindung richtet sich allgemein auf beliebige technische Systeme, die zum Beispiel über wenigstens eine Funkanlage verfügen, im Speziellen jedoch auf Fahrzeuge und insbesondere auf Kraftfahrzeuge (zum Beispiel Personenkraftwagen).

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Möglichkeit zum Vorgeben einer Einflussgröße bereitgestellt wird, die eine EMV eines technischen Systems und insbesondere eines Fahrzeugs beeinflusst, und das basierend auf dieser vorgegebenen Einflussgröße die EMV des technischen Systems ermittelt wird. Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die vorgegebene Einflussgröße auch variiert wird, beispielsweise durch Anwenden statistischer und/oder stochastischer Methoden (zum Beispiel einer Monte Carlo Simulation). Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass in frühen Entwicklungsstadien nicht sämtliche für die EMV relevanten Größen exakt beziffert werden können, sondern im Rahmen des weiteren

Entwicklungsprozesses erwartungsgemäß noch variieren. Somit kann ein Überblick erhalten werden, mit welcher EMV und insbesondere welchen EMV-Variationen oder, mit anderen Worten, EMV-Bandbreite des technischen Systems voraussichtlich zu rechnen ist. Somit können auch Spielräume zur Festlegung der vorgegebenen Einflussgröße abgeschätzt werden, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob die ermittelten EMV-Variationen in kritischen

Bereichen liegen oder nicht. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen zunächst in der Möglichkeit zur Kosten- und Zeiteinsparung während der Systementwicklung, da unerwünschte EMV-Zustände bereits frühzeitig erkannt und korrigiert werden können.

Auch kann die Anzahl erforderlicher Prototypen während der Entwicklungsphase reduziert werden, da diese mittels der erfindungsgemäßen Lösung von vornherein mit einer höheren Wahrscheinlichkeit gewünschte EMV-Eigenschaften besitzen.

Zudem lässt sich mit der erfindungsgemäßen Lösung eine EMV-Ermittlung mit geringem

Zeitaufwand vornehmen, insbesondere im Vergleich zu detaillierten numerischen Simulationen.

Allgemein ausgedrückt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zur EMV Ermittlung und insbesondere zur Berechnung eines EMV Risikofaktors, wobei dies jeweils in Abhängigkeit von wenigstens einer physikalischen Störgröße (entspricht der oben genannten Einflussgröße mit potentiellem Einfluss auf die EMV) und vorzugsweise auch auf einer stochastischen Analyse erfolgt. Dies findet bevorzugt in einer Konzeptauslegungsphase des Systems statt. Durch Eingabe der relevanten Einflussgrößen für die entsprechenden Konzepte, wie zum Beispiel einer Position von EMV-relevanten Komponenten, Verlegungswegen von Leitungen, Leitungslängen und Eigenschaften von Antennenstrukturen, können die

physikalischen EMV Störungen und deren Eintrittswahrscheinlichkeit mit einem statistischen Erwartungswert berechnet werden.

Bevorzugt wird dieses Verfahren computerimplementiert ausgeführt und insbesondere mittels eines Softwaretools bzw. einer Softwareapplikation, mittels derer ein Benutzer zum Beispiel die relevanten Größen vorgeben und/oder Informationen über ermittelte EMV-Eigenschaften erhalten kann. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung, die ein solches Softwaretool bzw. eine solche Softwareapplikation umfassen bzw. bereitstellen kann, insbesondere wenn die Anordnung ein Computersystem ist oder umfasst, auf der das Softwaretool bzw. die

Softwareapplikation hinterlegt und/oder ausführbar ist.

Im Detail betrifft die Erfindung ein (vorzugsweise computerbasiertes) Verfahren zur Ermittlung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eines technischen Systems, mit:

- (zum Beispiel manuellem) Vorgeben (beispielsweise eines Werts) von wenigstens einer Einflussgröße des technischen Systems (die auch als Einflussparameter oder Parameter bezeichnet werden kann), wobei die Einflussgröße einen potentiellen Einfluss auf die EMV des technischen Systems hat; und - (vorzugsweise computerbasiertes) Ermitteln einer (d.h. wenigstens einer) EMV-

Ergebnisgröße des technischen Systems basierend auf einer (bzw. durch eine) Variation (beispielsweise des vorgegebenen Werts) der Einflussgröße. Die Variation kann z.B. im Rahmen einer stochastischen und/oder statistischen Berechnung erfolgen.

Die basierend auf der Variation ermittelte EMV-Ergebnisgröße kann auch als statistisch und/oder stochastisch berechnete EMV-Ergebnisgröße bezeichnet werden. Ein Vorteil ist, dass hierdurch ein mögliches Änderungsspektrum der Einflussgröße innerhalb der weiteren

Entwicklungsphasen berücksichtigt werden kann oder auch ein allgemeines Spektrum, wenn ein Ausgangswert dieser Einflussgröße noch nicht hinreichend festgelegt wurde. Trotz dieser Unsicherheit können somit auch bereits in frühen Entwicklungsstadien Aussagen über die EMV- Eigenschaften des Systems getroffen und das Konzept und/oder die weitere Entwicklung entsprechend angepasst werden.

Die EMV-Ergebnisgröße kann ein Mittelwert oder ein Erwartungswert von einer Mehrzahl von zum Beispiel für eine bestimmte Frequenz ermittelten EMV-Werten (zum Beispiel in Form von Störspannungswerten) sein, wobei die Mehrzahl von EMV-Werten zum Beispiel durch die Variation der Einflussgröße erhalten werden kann (zum Beispiel je Variationsschritt ein EMV- Wert). Die EMV-Ergebnisgröße kann auch ein Maximalwert oder Minimalwert von einer entsprechenden Mehrzahl von EMV-Werten sein. Die EMV-Ergebnisgröße kann auch ein (qualifizierter) Risikofaktor sein, der zum Beispiel aus einem Verhältnis eines der vorstehend genannten Beispielwerte zu einem vorgegebenen zum Beispiel gesetzlichen Richtwert sein kann (beispielsweise zu einem gesetzlich erlaubten Höchstwert).

Es versteht sich, dass basierend auf der Variation einer Einflussgröße auch mehrere

verschiedene EMV-Ergebnisgrößen der vorstehend genannten Art ermittelt werden können.

Allgemein können jegliche hierin ermittelten Werte einem Benutzer angezeigt werden, zum Beispiel über eine Anzeigeeinrichtung der Anordnung. Dies kann grafisch und/oder mittels Zahlenwerten erfolgen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und der Anordnung wird zusätzlich wenigstens eine weitere EMV-Ergebnisgröße basierend auf (beispielsweise dem Wert) der vorgegebenen Einflussgröße berechnet, d. h. vorzugsweise ohne dass die Einflussgröße variiert wird. Dies kann auch als eine analytische Berechnung der EMV-Ergebnisgröße bezeichnet werden. Die analytisch und statistisch/stochastisch ermittelten EMV-Ergebnisgrößen können einem Benutzer angezeigt werden, insbesondere gleichzeitig, um die Aussagekraft der Ergebnisse zu erhöhen.

Gemäß einer bevorzugten Variante erfolgt die analytische Berechnung (und vorzugsweise auch Ausgabe) der EMV-Ergebnisgröße in einem zur statistischen/stochastischen Berechnung vorgelagerten Schritt. Basierend auf der analytisch ermittelten EMV-Ergebnisgrößen kann ein Benutzer Schlüsse für die statistische/stochastische Berechnung ziehen (beispielsweise eine geeignete Variationsbreite einer Einflussgröße identifizieren oder möglicherweise relevante Einflussgrößen für die statistische/stochastische Berechnung auswählen). Die

statistische/stochastische Berechnung könnte auch unterlassen werden, beispielsweise wenn die analytischen Ergebnisse bereits eine ausreichende EMV-Verträglichkeit ergeben, die selbst im Rahmen zu erwartender Variationen der Einflussgröße voraussichtlich nicht gefährdet ist.

Erfindungsgemäß kann ein stufenweises Vorgehen erfolgen, bei dem aufeinanderfolgend eine (vorzugsweise zuerst stattfinde) analytische sowie eine statistische/stochastische Ermittlung der EMV-Ergebnisgröße stattfindet. Unter statistisch/stochastisch ist im Rahmen dieser

Offenbarung allgemein ein statistisches und/oder stochastisches Merkmal zu verstehen.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens und der Anordnung ist die Einflussgröße einer bestimmten Systemkomponente zugeordnet und das Verfahren wird für wenigstens eine weitere Einflussgröße angewandt, die derselben Systemkomponente zugeordnet ist.

Insbesondere kann die EMV-Ergebnisgröße basierend auf den Variationen beider

Einflussgrößen ermittelt werden.

Bei der Systemkomponente, die allgemein auch eine Systemeigenschaft betreffen kann, kann es sich zum Beispiel um eine der folgenden handeln: ein Leitungsbündel, ein Steuergerät, eine Antenne bzw. Antennenstruktur, ein RED (radio equipment directive), ein Funksystem

(Funkanlagenrichtlinie), eine EMVU (elektromagnetische Umweltverträglichkeit) und eine SAR (spezifische Absorptionsrate). Es kann sich auch um eine aus den vorstehend genannten Beispielen zusammengesetzte Systemkomponente handeln (zum Beispiel um ein Steuergerät mit einem daran angeschlossenen Leitungsbündel).

Gemäß dieser Variante kann zum Beispiel berücksichtigt werden, dass von einem

Leitungsbündel nicht sämtliche potentiellen Einflussgrößen (bzw. Parameter) vorab bekannt sind, sondern mehrere hiervon variiert werden können. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Dämpfungsfaktor, eine Position, eine Leitungslänge, ein Leitungsabstand oder dergleichen handeln. Diese stellen jeweils auch unabhängig von der vorliegend geschilderten Weiterbildung allgemeine Beispiel von Einflussgrößen dar. Weitere Beispiele von

Einflussgrößen (zum Beispiel für eine Antennenstruktur) sind eine erwartete Luftimpedanz, ein Frequenzband, ein Antennenfaktor oder eine Position und insbesondere relative Position (zum Beispiel in Form einer Abstandsangabe, insbesondere zu einem Messpunkt oder zu einer weiteren Systemkomponente, die bspw. EMV-Eigenschaften beeinflussen kann).

Allgemein können sämtliche variablen Größen Einflussgrößen im Sinne der vorliegenden Offenbarung sein, welche die EMV-Eigenschaften des technischen Systems und insbesondere zumindest einer Systemkomponente hiervon beeinflussen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um variable Größen, die gemäß dem hierin geschilderten Vorgehen variiert werden können.

Werden zwei derartige Einflussgrößen für eine Systemkomponente variiert, kann für jeden Variationsschritt beider oder auch nur einer Einflussgröße ein EMV-Wert ermittelt werden. Wird eine Mehrzahl von Variationsschritten vorgegeben, was im Rahmen der vorliegenden

Offenbarung allgemein durch ein (insbesondere rein rechnerisches) Vornehmen von

Stichproben bzw. Iterationen erfolgen kann, können als EMV-Ergebnisgröße ein vorstehend erläuterter Mittelwert (und/oder Erwartungswert), Minimalwert oder Maximalwert aus den insgesamt erhaltenen EMV-Werten gewählt werden.

Gemäß einer weiteren Variante findet die Variation innerhalb eines vorgegeben

Variationsbereichs statt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Variation mit einer vorgegebenen Anzahl von

Variationsschritten (bzw. Iterationen oder Stichproben, zum Beispiel per Monte Carlo

Simulation) erfolgen.

Ferner alternativ oder zusätzlich kann die Variation nach Maßgabe einer vorgegebenen Verteilung der Einflussgrößenwerte erfolgen, insbesondere einer statistischen und/oder stochastischen Verteilung.

Wie geschildert, können gemäß einer Weiterbildung für eine Mehrzahl von Frequenzen in einem vorgegebenen Frequenzbereich Werte der EMV-Ergebnisgröße ermittelt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens und der Anordnung ist die Einflussgröße wenigstens einer der folgenden Systemkomponenten zugeordnet oder beschreibt zumindest mittelbar wenigstens eine der folgenden Systemkomponenten:

- eine Leitungskopplung innerhalb eines elektrischen Leitungsbündels des technischen Systems;

- eine Störaussendung einer Systemkomponente;

- eine leitungsgeführte Störung innerhalb des technischen Systems;

- eine Übertragungsqualität eines Funksystems des technischen Systems;

- eine in dem technischen System verbaute Antennenstruktur;

- wenigstens ein Frequenzband von einer in dem technischen System verbauten

Komponente;

- eine in dem technischen System verlegte elektrische Leitung, insbesondere ein

Verlegungsweg hiervon;

- eine EMVU (elektromagnetische Umweltverträglichkeit) oder, anders ausgedrückt,

umweltbezogene EMVU Magnetfelder, wobei jeweils Basiswerte für eine Exposition Referenzwerte herangezogen werden können sowie eine SAR (spezifische

Absorptionsrate).

Alternativ oder zusätzlich kann die Einflussgröße einen Verlegungsweg von einer in dem technischen System verlegten (zum Beispiel Signal- und/oder energieübertragenen) Leitung betreffen oder zumindest mittelbar beschreiben und dieser Verlegungsweg kann durch einen Benutzer in einem zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Computersystems markierbar sein. Insbesondere kann der Verlegungsweg (oder mit anderen Worten Verlegungspfad) über eine vorzugsweise grafische Benutzerschnittstelle eingegeben werden, beispielsweise durch das Markieren des Verlegungswegs in einem angezeigten Fahrzeugumriss oder -ausschnitt. Sofern im Rahmen dieser Offenbarung von einer Leitung gesprochen wird, kann dies allgemein eine elektrische Leitung (zum Beispiel ein Kabel) betreffen sowie zusätzlich oder alternativ eine Signal- und/oder energieübertragende Leitung.

Die Erfindung betrifft ferner eine (insbesondere computerbasierte) Anordnung zum Ermitteln der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) eines technischen Systems, mit:

- einer Eingabeeinrichtung, mittels der ein Benutzer wenigstens eine Einflussgröße des technischen Systems vorgeben kann, wobei die Einflussgröße einen potentiellen Einfluss auf die EMV des technischen Systems hat;

- einer Berechnungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine EMV-Ergebnisgröße des technischen Systems basierend auf einer Variation der Einflussgröße zu ermitteln. Die Berechnungseinrichtung kann dadurch zum Ermitteln der EMV, Ergebnisgröße eingerichtet sein, dass sie ein Computerprogrammprodukt (zum Beispiel ein Softwareprogramm) umfasst (zum Beispiel durch Ablegen in einer Sprecheinrichtung der Berechnungseinrichtung), sowie ferner dazu eingerichtet ist, dieses Computerprogrammprodukt auszuführen. Hierdurch kann ein Verfahren gemäß jeglichen der vorstehenden und nachstehenden Aspekte ausgeführt werden und insbesondere die Variation der Einflussgröße vorgenommen werden. Genauer gesagt kann also die Berechnungseinrichtung (oder allgemein die Anordnung) ein

Computerprogrammprodukt umfassen und die Berechnungseinrichtung ist durch Ausführen des Computerprogramm Produkts dazu eingerichtet, ein öffnungsgemäßen Verfahren auszuführen und insbesondere die EMV-Ergebnisgröße des technischen Systems basierend auf einer Variation der Einflussgröße zu ermitteln

Die Anordnung kann als ein Computersystem oder Computernetzwerk realisiert sein und/oder allgemein wenigstens einen Mikroprozessor umfassen. Die Eingabeeinrichtung kann zum Beispiel als eine Tastatur, Maus, Touchscreen, Mikrofon (zum Beispiel für

Sprachbefehlseingaben) oder Kamera (zum Beispiel für Gesteneingaben) realisiert sein. Die Berechnungseinrichtung kann wenigstens einen Mikroprozessor umfassen, auf dem eine Softwareapplikationen oder ein Softwaretool gemäß jeglicher der hierin geschilderten Varianten ausgeführt werden kann.

Die Anordnung kann jegliches weitere Merkmal und jegliche Weiterbildung umfassen, um sämtliche der hierin geschilderten Schritte, Effekte und Wechselwirkungen bereitzustellen. Insbesondere kann die Anordnung dazu eingerichtet sein, ein Verfahren gemäß jeglicher der vorstehenden und nachstehenden Varianten auszuführen. Sämtliche hierin geschilderten Ausführungen zu gleichlautenden Verfahrensmerkmalen treffen auf die entsprechenden Anordnungsmerkmale ebenso zu.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der

Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine analytische Berechnung einer EMV-Verträglichkeit, zum Beispiel von einer Systemkomponente wie einem Steuergerät;

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für eine analytische Berechnung einer EMV-

Verträglichkeit, zum Beispiel von einer Systemkomponente, die aus einem Steuergerät mit daran angeschlossenen Leitungen besteht; Fig. 4 zeigt ein weiteres Ablaufschema, dass sich speziell auf die Maßnahmen zur analytischen und stochastischen Berechnung einer EMV richtet;

Fig. 5 zeigt eine computerbasierte grafische Eingabemöglichkeit zum Eingeben

Leitungslänge;

Fig. 6 zeigt das Ergebnis einer analytischen Berechnung als Verlauf einer ermittelten frequenzabhängigen Störspannung (EMV-Ergebnisgröße) über ein vorgegebenes Frequenzspektrum;

Figur 7 zeigt Darstellungen analog zur Figur 6 jedoch für eine stochastische Berechnung;

und

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der

Erfindung, das auf einer nicht dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt wird. Letztere kann allgemein als herkömmlicher PC (zum Beispiel in Form eines Smartphones, Laptops, Desktop-PCs oder Tablets) ausgebildet sein. Die nachfolgenden Beschreibungen richten sich auf die EMV Ermittlung für eine Fahrzeugentwicklung.

Das Verfahren wird mittels eines Softwaretools durchgeführt (auch lediglich Tool genannt), das auf der Anordnung ausgeführt wird (zum Beispiel durch Abarbeiten von Programminstruktionen der Softwaretools auf einem Mikroprozessor der Anordnung). In einem Schritt S1 wird das Tool gestartet. In einem Schritt S2 wird ein vordefiniertes EMV-Modul des Tools ausgewählt. Die EMV-Module betreffen verschiedene Systemkomponenten und/oder Systembereiche eines Fahrzeugs, die der Benutzer auswählen kann, um deren EMV in der Konzeptphase zu überprüfen.

Je nach ausgewählten EMV-Modul werden dem Benutzer im Schritt S3 verschiedene

Einflussgrößen (Parameter) angezeigt, deren Werte er für eine bevorzugte (aber nicht zwingende) zunächst erfolgende analytische Berechnung festlegen kann. Im Schritt S4 erfolgt dann eine analytische Berechnung einer EMV-Einflussgröße. Da die EMV allgemein

frequenzabhängig ist, erfolgt dies bevorzugt für eine Mehrzahl von Frequenzwerten innerhalb eines vorgegebenen Frequenzspektrums bzw. -bereichs. Im Schritt S5 kann daher eine

Ausgabe der ermittelten EMV-Einflussgröße über das Frequenzspektrum erfolgen,

beispielsweise in Form eines Graphen. Hieraus kann der Benutzer erste Schlüsse ziehen, ob der vom ihm untersuchte Fall voraussichtlich kritisch oder unkritisch hinsichtlich der EMV ist und darauf basierend erste Anpassungen vornehmen und/oder die nachfolgende stochastische Berechnung anpassen. Die stochastische Berechnung wird, wie im Folgenden noch näher erläutert, im Schritt S6 ausgeführt. Führt dies nicht zu gewünschten Ergebnissen, kann gemäß Schritt S7 eine

Anpassung und erneute Durchführung dieser oder sämtlicher Berechnungen stattfinden.

Gemäß den Schritten S8 (Dokumentation, Berechnungsbericht) und S9 (Tool schließen) kann das Verfahren beendet werden.

In Figur 2 ist ein Beispiel für die analytische Berechnung der EMV eines Fahrzeug-Steuergeräts gezeigt (betrifft Schritt S4 aus Figur 1). Sämtliche in dieser Offenbarung angegebenen Formeln sind der Fachliteratur entnommen, sodass auch deren Variablen herkömmlichen Definition entsprechen bzw. herkömmliche Bedeutung haben. Dennoch sind die Formeln lediglich beispielhaft und eine EMV-Berechnung könnten auch basierend auf anderen geeigneten Formen durchgeführt werden.

In einem Bereich 10 von Figur 2 ist die Auswahlmöglichkeit verschiedener EMV Module 102- 106 gemäß Schritt S2 aus Figur 1 angedeutet (100: Tool Startseite, Modul 102:

Störaussendungssystem, Modul 104: Leitung-Leitung, Modul 106: Gesamt-SA (Gesamt- Störaussendung)). Im gezeigten Fall wird die Störaussendung eines bestimmten Systems bzw. einer Systemkomponente in Form eines Steuergeräts untersucht, das eine Antenne umfasst.

Im linken Bereich (Block 108) sind verschiedene übliche Formeln angegeben, um erzeugte elektrische Felder der Antenne (Index ant), des Steuergeräts (Index sg) sowie des gesamten Fahrzeugs (Index Fzg. oder vehicle) zu bestimmen. Die Variable d kann als eine (relative) Positionsvariable verstanden werden. Eine Frequenzabhängigkeit liegt für die Antenne über die Leistungs-Variable P _T vor.

Weitere Abkürzungen und Variablen stehen für bzw. implizieren folgendes: d: Abstand Antenne- Steuergerät; P _T : Leistung-Variable als Funktion der Antenne und des Frequenzbereichs (ist in einer Tabelle zusammengefasst); dsc/G _T = 1 ; E _SG : der Benutzer kann hierfür beliebige Werte vorgeben, wobei E im Rahmen dieser Offenbarung allgemein für die elektrische Feldstärke steht; Zo = 120p; AF: Antennenfaktor aus Tabelle; V _stör : Störspannung.

Es sind zudem weitere Eingangsgrößen E des Blocks 108 angedeutet, bei denen es sich um folgende handeln kann: Luftwiderstand, Position des Systems, Fahrzeugtyp, Frequenzband, „Antenne Radiated Power“ (abgestrahlte Leistung der Antenne), Antennenfaktor. Der angegebene Luftwiderstand kann auch als Luftimpedanz bezeichnet und durch die Variable Z abgebildet werden (bzw. Zo) _. Über den Fahrzeugtyp können vorab mögliche Positionsspielräume festgelegt werden und/oder Daten oder Variablenwerte aus hinterlegten Tabellen ausgelesen werden. Die Eingangsgröße E kann auch Daten„Aus Komponententest / Worstcase TL“ umfassen, was berücksichtigt, dass auf Daten bzw. Werte aus bereits erfolgten Komponententests zurückgegriffen werden kann oder auf Werte gemäß einem spezifizierten „Worstcase“ (d. h. schlimmst anzunehmenden Fall).

In Figur 3 sind analog zu Figur 2 Formeln für eine EMV-Berechnung eines Systems aus einem Steuergerät mit daran angeschlossenen Leitungen (sowohl mit lediglich einer (Bereich 110) als auch mit zwei Leitungen, Bereich 112) gezeigt. Es werden Fälle eines Differenzial- und eines Common-Stroms betrachtet, die beide zu dem Erzeugen eines elektrischen Feldes führen können. Die Variable R betrifft (als relative Positionsangabe) einen Abstand, zum Beispiel zwischen einer Leitung und einem Messpunkt bzw. Antennenpol.

Die weiteren angegebenen Variablen stehen für folgendes: f: Frequenz; K: Korrekturfaktor (5 cm, -22db); I _com : Common-Strom; _f r: Differenzial-Strom; L: Leitungslänge; d: Abstand zu ground. Die Stromwerte können aus dem Worstcase abgeleitet oder manuell eingegeben werden. Die beiden zuletzt aufgezählten Variablen L, d können ebenfalls manuell eingegeben werden.

In Figur 4 wird der Ablauf der analytischen und stochastischen Berechnung erläutert (vergleiche Schritte S4-S6 aus Figur 1), jeweils für eine Mehrzahl von Frequenzwerten aus einem

Frequenzintervall bzw. Frequenzbereich durchgeführt werden. Nach der analytischen

Berechnung (Block 111) wird gemäß Block 113 wenigstens eine Einflussgröße (Parameter) ausgewählt und hierfür ein Variationsbereich festgelegt (Abweichung zwischen 1 % bis 30 %). Es wird anschließend ferner eine Verteilung angegeben, die definiert, wie die Werte der zu variierenden Einflussgröße innerhalb des Variationsbereiches verteilt sind (markiert als Input I). Lediglich beispielhaft kann hierfür zwischen einer Gaußverteilung und einer Gleichverteilung gewählt werden. Eine Gaußverteilung kommt zum Beispiel dann infrage, wenn zu erwarten ist, dass der Wert der Einflussgröße hauptsächlich um einen Mittelwert schwankt (zum Beispiel da ein Bauraum derart eingeschränkt ist, dass ein Abstandswert nicht signifikant variierbar ist).

Eine Gleichverteilung kommt zum Beispiel dann infrage, wenn zu erwarten ist, dass der Wert der Einflussgröße beliebig innerhalb des Variationsbereiches variiert, zum Beispiel da ein Abstandswert aufgrund fehlender Bauraumbeschränkungen beliebig festlegbar ist.

Anschließend wird für die stochastische Berechnung als bevorzugtes aber nicht zwingendes Vorgehen eine Monte Carlo Simulation durchgeführt (Block 114). Hierfür werden mittels einer Random Funktion und unter Berücksichtigung der festgelegten Verteilung und des Variationsbereiches Stichproben rechnerisch entnommen, wobei die Zahl der Iterationen bzw. die Anzahl entnommener Stichproben wählbar ist. Bildlich gesprochen erhält man hierdurch die Aussage, mit welchen EMV Eigenschaften auch bei noch zu erwartenden Variationen der Einflussgröße am wahrscheinlichsten zu rechnen ist. Als Ergebnis können im Block 116 dabei insbesondere ein Mittelwert, eine Abweichung zum Erwartungswert oder ein Risikofaktor erhalten und anschließend dargestellt werden (siehe auch nachfolgende Figuren). Dies kann frequenzabhängig erfolgen, d. h. jeder dieser Werte kann für einen spezifischen Frequenzwert einem vorgegebenen Frequenzbereich ermittelt werden.

Für den beispielhaften Fall einer Einflussgröße in Form einer Positionsangabe wird die stochastische Berechnung mittels Monte Carlo Simulation noch einmal erläutert.

Als Vorbereitung wird folgendes eingegeben bzw. ermittelt:

eine zu berücksichtigende Abweichung bzw. Toleranz (zum Beispiel von 1% bis 30%), wobei die Abweichung einer Differenz aus einer maximalen Position abzüglich einer (aktuellen) Position entspricht;

eine maximale Position (zum Beispiel als absolute Position zuzüglich eines Toleranzwertes); und

eine minimale Position (zum Beispiel als absolute Position abzüglich eines Toleranzwertes);

Für die Simulation wird zwecks Auswahl der Stichproben ferner folgendes vorgegeben:

die Anzahl der Iterationen (N); und

das Wählen der Stichproben als Normalverteilung (d. h. Gaußverteilung) oder Gleichverteilung.

Im Falle der Normalverteilung wird die Position als m (Erwartungswert) betrachtet und eine Störung als Funktion des Erwartungswert. Die Random Funktion ist definiert als: sigm = (Abweichung*35%) / 100

Weiter ist festgelegt, dass die Iteration wie folgt durchgeführt werden sollen: 68 % im

Bereich m +/- sigm; 28 % im Bereich m +/- 2*sigm; 4 % im Bereich m +/- 3*sigm. Vorteilhaft ist dieses Vorgehen insbesondere dann, wenn, wie in Konzeptphasen allgemein üblich, mehrere Einflussgrößen noch Variationen unterliegen können. Wie nachstehend gezeigt, kann dann für jede dieser Einflussgrößen ein entsprechender Variationsbereich und

vorzugsweise auch eine Verteilung festgelegt werden. Mittels Monte Carlo Simulationen bzw. Stichprobenentnahmen können dann EMV-Eigenschaften unter einer sozusagen gleichzeitigen Variation sämtlicher Einflussgrößen ermittelt werden. Hierdurch kann das Potenzial des

Konzepts zur Einhaltung einer gewünschten EMV auch in Anbetracht noch weiterer möglicher Änderungen während des Entwicklungsprozesses abgeschätzt werden.

In folgenden wird ein schrittweises Vorgehen zum Durchführen des vorstehend geschilderten Verfahrens mittels des verwendeten Tools näher erläutert. Die nachstehenden Schritte beziehen sich dabei auf Eingaben bzw. Wechselwirkungen mittels (bzw. mit) einer grafischen Benutzerschnittstelle und insbesondere mittels Eingabeflächen des Tools, wobei in an sich bekannter Weise die nachstehenden Interaktionen mittels Eingabefeldern, Reitern, per

Mausklick bedienbaren virtuellen Eingabeobjekten oder dergleichen ermöglicht werden können:

In dem Softwaretool wird zunächst ein Reiter„EMV-Themen“ ausgewählt, worüber die einzelnen Bereiche, Baugruppen und/oder Module ausgewählt werden können, die hinsichtlich ihrer EMV untersucht werden sollen. Als Beispiel können dabei folgende Themen ausgewählt werden: Kopplung Leitung/Leitung; Leitungsgeführte/ Masse Konzept Analyse; Störungsaussendung durch Position des Steuergeräts; Störungsaussendung eines gesamten Systems; RED (radio equipment directive, Funkanlagenrichtlinie).

Nachstehend wird davon ausgegangen, dass als Thema die Kopplung

Leitung/Leitung ausgewählt wird.

- Anschließend wird zu einem Reiter„Fahrzeugklasse“ gewechselt und aus den

Auswahlmöglichkeiten ein Fahrzeugtyp zum Beispiel aus den folgenden Klassen gewählt: Small; Compact; Midsize; Fullsize. Zumindest für die letzten drei Klassen kann auch noch die Auswahlmöglichkeit„Variant“ (d.h. Kombi) angeboten werden.

- Anschließend wird zu einem Reiter„Antennen/Frequenz“ gewechselt und wird über vordefinierte Eingabefelder eine Start- und Endfrequenz festgelegt (durch manuelle Eingabe entsprechender Werte in MHz zum Beispiel 100 MHz bis 500 MHz). Mittels eines Buttons können diese Werte validiert werden und ein Frequenzintervall (Berechnungsintervall) gesetzt werden (zum Beispiel in kHz, beispielsweise 1100 kHz). Nach Festlegen ddieses Intervalls kann auf einen Button„Frequenzwert übernehmen“ geklickt werden und eine Anzahl von Messpunkten (innerhalb des Frequenzintervalls) wird bestimmt und dargestellt (in diesem Beispiel 363). Für jeden dieser Messpunkte wird dann eine EMV-Einflussgröße bestimmt und werden bevorzugt mehrere EMV-Werte mittels der stochastischen Berechnung bestimmt, anhand derer dann eine schlussendliche EMV-Einflussgröße (zum Beispiel der EMV- Erwartungswert für wenigstens einen Messpunkt im Frequenzintervall) bestimmbar ist.

- Anschließend wird zu einem Reiter„Parameter“ gewechselt und werden

Einflussgrößen für eine zunächst erfolgende analytische Berechnung festgelegt, die nicht über die Auswahl der Fahrzeugklasse automatisch ermittelt wurden. Hierbei handelt es sich um den Dämpfungsfaktor der Kopplung (zum Beispiel bei

geschirmter Leitung), der als ein entsprechender Zahlenwert in Dezibel eingegeben werden kann.

Ebenso handelt es sich hierbei um den Verlegungspfad der Leitungen innerhalb des Fahrzeugs. Dieser kann als ein Zahlenwert (Länge der Störleitung) zum Beispiel in Millimeter direkt eingegeben werden. Alternativ kann er, wie weiter in Figur 5 gezeigt, durch Markieren des Verlegungspfades in einer Fahrzeugdarstellung durch einen Benutzer definiert werden (zum Beispiel durch Auswahl der entsprechenden Raster bzw. Felder in der dort gezeigten Darstellung). Daraufhin können Einflussgrößen wie eine Leitungslänge automatisch ermittelt werden.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, ist eine Draufsicht auf das Fahrzeug (bzw. dessen Grundriss) gezeigt, die in ein gleichmäßiges quadratisches Raster bzw. Gitternetz unterteilt ist. Zudem ist auch eine Seitenansicht gezeigt. Weiter ist als sogenannter Schaltplan ein rechter matrixförmiger Bereich mit zu den Fahrzeugansichten analogen Rastern abgebildet. Ein Bediener kann durch Klicken auf die einzelnen Raster (zum Beispiel im Schaltplan, was dann grafisch in den Fahrzeugansichten entsprechend dargestellt wird) angeben, in welchen Bereichen eine Leitung verläuft. Durch Auswerten beziehungsweise Zusammensetzen der insgesamt aktivierten Raster (siehe Figur 5) kann dann die Leitungslänge abgeschätzt werden.

Im Detail kann hierfür in einer Eingabemaske ein Feld„Route neu berechnen“ aktiviert werden und ein beliebiger Startpunkt in dem Raster (bzw. Schaltplan) gesetzt werden. Ausgehend von diesem Startpunkt werden mögliche Pfadrichtungen angezeigt und der schlussendlich gewählte Pfad kann bestätigt werden, woraufhin die Leitungslänge automatisch bestimmt und übernommen werden kann.

Es ist allgemein vorgesehen, dass auch mehrere derartige Schaltpläne angezeigt werden, wobei einer zum Beispiel für eine Bodenfläche P und einer für eine (typischerweise kleinere) Dachfläche D vorgesehen ist (siehe Figur 5). Somit kann ein Bediener Leitungslängen für Leitungen ermitteln, die entweder in der Bodenfläche oder in der Dachfläche verlaufen und dies kann innerhalb der Draufsicht und Seitenansicht des Fahrzeugs auch jeweils entsprechend dargestellt werden.

Schließlich können als weitere Einflussgrößen mit dem Tool folgende festgelegt werden: Kopplungslänge zwischen Steuerleitung und Opferleitung, die analog zur Leitungslänge festgelegt wird, wobei jedoch nur gemeinsame Abschnitte mit der Störleitung von Interesse und somit wählbar sind; ein Abstand zu GND (ground); eine Abschlussimpedanz (Opferleitung) und Innenimpedanz bezogen auf die Störleitung; eine relative Permittivität und relative Permeabilität (1 gleich Luft).

Weiter kann eine Eingangsspannung als konstante Spannung oder PWM-Signal eingegeben werden, wobei letzteres weitere Einstellungen ermöglicht (zum Beispiel eine Amplitude, Abtastzeit, Einstiegszeit, Tastgrad oder Grundfrequenz).

Darauf basierend erfolgt dann eine analytische Berechnung, deren Ergebnisse in Figur 6 gezeigt sind. Über den betrachteten Frequenzbereich verteilt, sind einzelne

(frequenzabhängige) EMV-Werte in Form von Störspannungen in der Einheit dBmV angegeben, was im Rahmen dieser Offenbarung auf jegliche EMV-Werte zutreffen kann (d. h. jeder EMV- Wert kann frequenzabhängig und/oder in der genannten Einheit ermittelt werden). Die grafische Darstellung ist durch sich horizontal erstreckende Bereiche 120-122 hinterlegt, wobei ein oberster schmaler (120) einen kritischen Wertebereich, der mittlere Breite (121) einen neutralen Wertebereich (d. h. weder eindeutig kritischen noch einen eindeutig unkritischen) und der untere breite Streifen 122 einen unkritischen Wertebereich markiert.

Anschließend können im Rahmen der stochastischen Berechnung für einzelne Einflussgrößen, (z.B. Leitungslänge, Kopplungslänge, Abstand zu GND, Radius der Leitung, Distanz Leitung- Leitung), die vorstehend erläuterten Variationsbereiche sowie Verteilungen festgelegt werden. Eine maximale Abweichung eines zuvor festgelegten Werts der Einflussgröße stellt den

Toleranzbereich bzw. die Variationsbreite für die Berechnung ein. Ebenso können die vorstehend erläuterten Verteilungsfunktionen (Gleichverteilung, Normalverteilung) gewählt werden, die die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Einflussgrößenwerts im Toleranz- bzw. Variationsbereich pro Iteration angeben. Außerdem kann auch je Einflussgröße die gewünschte Anzahl von Iterationen (d. h. Stichproben) definiert werden, die je Messpunkt (also je

betrachteten Frequenzwert) innerhalb des betrachteten Frequenzbereichs durchgeführt werden sollen.

In Figur 7 ist dann die Darstellung der Ergebnisse der Berechnung gezeigt. Dies erfolgt erneut über den betrachteten Frequenzbereich. In Figur 7 ist im Bereich a) gezeigt, dass je

betrachteten Frequenzwert im Frequenzbereich aufgrund der hierfür durchgeführten zum Beispiel mindestens 100 und optional auch 1000 oder mehr Iterationen eine Werteverteilung vorliegt, sodass je betrachtetem Frequenzwert ein Minimalwert, ein Maximalwert sowie ein Mittelwert (schwarzes Band) dieser Verteilung ermittelt werden kann. Die Achsen und horizontal hinterlegten Bereiche sind dabei analog zu Figur 6 definiert. Gegenüber dem rein analytischen Ergebnis aus Figur 6 erhält der Benutzer somit eine aussagekräftigere Rückmeldung darüber, wie wahrscheinlich es ist, dass kritische EMV-Bereiche tatsächlich erreicht werden.

Als schlussendlich ermittelte EMV-Ergebnisgröße kann bevorzugt der im Rahmen der stochastischen Betrachtung ermittelte vorzugsweise frequenzabhängige Erwartungswert (zum Beispiel die erwartete EMV-Störspannung je Frequenz) definiert werden. Dieser ist in Figur 7 im Bereich b) eingetragen und zwar als im wesentlichen horizontale Kurve 140 mit nur wenigen Ausschlägen. Ebenso gezeigt ist eine mit deutlich größeren Ausschlägen versehene Kurve 142, die eine analog aber analytisch ermittelte EMV-Ergebnisgröße angibt. Anhand einer solchen Darstellung kann auch die Abweichung der analytisch und stochastisch ermittelten EMV beurteilt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann als EMV-Ergebnisgröße ein ebenfalls vorzugsweise

frequenzabhängig ermittelter Risikofaktor definiert werden, der das Verhältnis des ermittelten (frequenzabhängigen) Mittelwerts zu einem gesetzlichen Grenzwert angibt.

Figur 8 zeigt abschließend eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 200. Eine Eingabeeinrichtung 210 ist als herkömmliche Tastatur gezeigt (alternative Beispiele wurden vorstehend genannt) und die Berechnungseinrichtung 220 als herkömmlicher PC (alternative Beispiele wurden vorstehend genannt). Die Berechnungseinrichtung 220 umfasst ein Computerprogrammprodukt (d. h. ein Software-Tool) und ist dazu eingerichtet, bei Ausführen dieses Computerprogrammproduktes (zum Beispiel mittels eines Mikroprozessors der Berechnungseinrichtung 220) ein Verfahren gemäß jeglichem hierin geschilderten Aspekt auszuführen.

Bezugszeichenliste

10 Bereich

100 Software Tool

102 Störaussendung System

104 Leitung-Leitung

106 Gesamt-SA

108 Block

E Eingangsgröße

110-116 Blöcke

I Input

P Schaltplan Bodenfläche

D Schaltplan Dachfläche

120-122 Bereich

140 frequenzabhängige Kurve mit stochastisch ermittelten Erwartungswerten

142 frequenzabhängige Kurve mit analytisch ermittelten Erwartungswerten

200 Anordnung

210 Eingabeeinrichtung

220 Berechnungseinrichtung